Under mänsklig nedbrytning arbetar värdassocierade mikrober, miljömikrober, insekter och asätare tillsammans för att bryta ner kroppsvävnader. Flytande nedbrytningsprodukter spolas ner i jorden där mikrober reagerar på inflödet och förändringar i markens kemi. Tillstånd före döden, såsom kroppsmassa, ålder, kost, sjukdomar eller läkemedel och andra behandlingar, kan påverka nedbrytarens (d.v.s. asätare, insekter och mikrober) aktivitet, vilket leder till variation i nedbrytningshastighet och progression. Kredit:mSphere (2022). DOI:10.1128/msphere.00325-22
Forskning om nedbrytning fokuserar ofta på miljöfaktorer som temperatur eller luftfuktighet, men forskare vid University of Tennessee i Knoxville har tittat närmare på bidrag från insidan av kroppen. En faktor som kan spela en viktig roll är body mass index (BMI) för en sönderfallande kropp, rapporterar de denna vecka imSphere .
Forskarna undersökte hur inneboende faktorer som sjukdom, BMI eller läkemedelsbelastning påverkade mikrobiellt liv vid universitetets kroppsdonationsforskningsanläggning, speciellt inrättad för nedbrytning av mänskliga kvarlevor. De analyserade bakterie- och svampsammansättningen av vätskor som produceras av 19 människokroppar, samt sammansättningen av den omgivande jorden, under "aktiv nedbrytning", som varar tills slaktkroppen slutar släppa vätska och bukhålan kollapsar.
För den nya studien fann de att i jorden under och nära individer som var underviktiga (BMI mindre än 18,5) och normalvikt (ett BMI mellan 18,5 och 26), minskade mångfalden i bakteriesamhällen. Hos feta och överviktiga individer (med BMI över 26) förblev mångfalden mestadels konstant.
"Vi tänker på BMI som en proxy för hur mycket fett kontra hur mycket muskler vi har i vår kropp", säger mikrobiella ekologen Jennifer DeBruyn, Ph.D, vid University of Tennessee's Anthropology Research Facility, som också är känd som "Kroppen Odla." Dessa två biologiska vävnader har olika kemisk sammansättning som kan påverka jorden olika.
"Vi vet från studier av växtskräp att även små förändringar i vävnadskemin kan förändra de mikrobiella nedbrytarna", sa hon. Mer fettvävnad – i en kropp med högre BMI – betyder mer fukt och ett högre förhållande mellan kol och kväve, jämfört med en kropp med lägre BMI.
Studien började, sa DeBruyn, med observationer av forskare som hade arbetat i flera år med sönderfallande kroppar på Body Farm. De märkte att kroppar som donerades och placerades på jorden samtidigt inte förändrades på samma sätt över tiden. "Kroppen upplevde identiska miljöförhållanden, men vi såg stora skillnader i hur snabbt de bröts ner", sa DeBruyn. Det antydde att något i kroppen, snarare än i miljön, bidrog till processen.
För themSpherestudy studerade forskarna 19 kroppar som hade donerats och placerats i utomhusanläggningen mellan februari 2019 och mars 2020. Åldrarna på donatorerna varierade från 40 till 91, med ett medelvärde på 71, och BMI varierade från 14,2 till 55,1. Temperatur- och luftfuktighetsdata registrerades varje timme av fjärrtaggar, och forskarna samlade jordprover med jämna mellanrum under hela nedbrytningen. De använde också sprutor för att samla in prover av vätskor som hade släppts ut av kropparna och samlats i jorden.
Forskarna sökte i data efter kopplingar. De flesta av bakteriesamhällena i den poolade vätskan tillhörde Firmicutes och Proteobacteriaphyla, som inkluderar dominerande arter som vanligtvis finns i människans tarm. Majoriteten av svampsamhällena i dessa vätskor var associerade med klassen Saccharomycetes. Men dessa mätningar förklarade inte variationen i nedbrytningshastigheter.
I jorden runt kropparna fann de mer mångfald i markmikrobersamhällena än de hade observerat i nedbrytningsvätskorna.
"Min doktorand Allison Mason tillbringade så mycket tid med att gräva i data för att få någon förklaring till varför vi såg skillnaderna vi gjorde," sa DeBruyn. "Och sedan snubblade hon på BMI som en prediktor."
Att förstå mekanismen bakom observationen kommer att kräva mer arbete, sa DeBruyn. Liksom andra observationer som gjorts under studien. Jorden runt människor som hade behandlats för cancer visade mindre mikrobiell artrikedom, till exempel, kanske för att de kemoterapeutiska medlen hämmade tillväxten av mikrober.
DeBruyn varnade dock för att denna studie identifierade samband mellan inneboende faktorer och markmikrobiella populationer - men visade inte kausalitet. Det är ett första steg mot att svara på den större frågan om hur skillnader omänskliga kroppar påverkar marken efter slakt, sa hon.
"Det största problemet med dessa människor är att vi bara är en stor blandad påse av kemikalier, och det är därför som den här typen av studier verkligen inte har gjorts tidigare", sa hon. "Vårt papper är verkligen ett av de första som använder en tillräckligt stor provstorlek av givare för att avslöja dessa mönster." + Utforska vidare
