När de första människorna flyttade ut ur Afrika bar de sina tarmmikrober med sig. Det visade sig att dessa mikrober också utvecklades tillsammans med dem.

Den mänskliga tarmmikrobiomet består av hundratals till tusentals arter av bakterier och arkéer. Inom en given art av mikrober bär olika stammar på olika gener som kan påverka din hälsa och de sjukdomar du är mottaglig för.

Det finns en uttalad variation i den mikrobiella sammansättningen och mångfalden av tarmmikrobiomet mellan människor som bor i olika länder runt om i världen. Även om forskare börjar förstå vilka faktorer som påverkar mikrobiomsammansättningen, såsom kost, finns det fortfarande begränsad förståelse för varför olika grupper har olika stammar av samma art av mikrober i sina tarmar.

Vi är forskare som studerar mikrobiell evolution och mikrobiomer. Vår nyligen publicerade studie fann att mikrober inte bara diversifierade sig med sina tidiga moderna mänskliga värdar när de reste över hela världen, de följde människans evolution genom att begränsa sig till liv i tarmen.

Mikrober delar evolutionär historia med människor

Vi antog att när människor fläktade ut över hela världen och diversifierade genetiskt, så gjorde de mikrobiella arterna i deras tarmar. Med andra ord, tarmmikrober och deras mänskliga värdar "samdiversifierade" och utvecklades tillsammans – precis som människor diversifierade sig så att människor i Asien ser annorlunda ut än människor i Europa, så gjorde deras mikrobiomer också.

För att bedöma detta behövde vi para ihop mänskligt genom och mikrobiomdata från människor runt om i världen. Men datauppsättningar som gav både mikrobiomdata och genominformation för individer var begränsade när vi startade denna studie. De flesta offentligt tillgängliga data var från Nordamerika och Västeuropa, och vi behövde data som var mer representativa för befolkningar runt om i världen.

Så vårt forskarteam använde befintlig data från Kamerun, Sydkorea och Storbritannien, och rekryterade dessutom mödrar och deras små barn i Gabon, Vietnam och Tyskland. Vi samlade salivprover från de vuxna för att fastställa deras genotyp, eller genetiska egenskaper, och fekala prover för att sekvensera genomet från deras tarmmikrober.

För vår analys använde vi data från 839 vuxna och 386 barn. För att bedöma människors och tarmmikrobers evolutionära historia skapade vi fylogenetiska träd för varje person och för 59 stammar av de mest delade mikrobiella arterna.

När vi jämförde de mänskliga träden med de mikrobiella träden upptäckte vi en gradient av hur väl de matchade. Vissa bakterieträd matchade inte alls de mänskliga träden, medan vissa matchade mycket bra, vilket tyder på att dessa arter samdiversifierade med människor. Vissa mikrobiella arter har faktiskt varit med på den evolutionära resan i över hundratusentals år.

Vi fann också att mikrober som utvecklats i takt med människor har en unik uppsättning gener och egenskaper jämfört med mikrober som inte hade samdiversifierat med människor. Mikrober som samarbetar med människor har mindre genom och större syre- och temperaturkänslighet, oftast oförmögna att tolerera förhållanden under mänsklig kroppstemperatur.

Däremot har tarmmikrober med svagare band till mänsklig evolution egenskaper och gener som är karakteristiska för frilevande bakterier i den yttre miljön. Detta fynd tyder på att samdiversifierade mikrober är mycket beroende av miljöförhållandena i människokroppen och måste överföras snabbt från en person till en annan, antingen vidare i generationer eller mellan människor som lever i samma samhällen.

För att bekräfta detta överföringssätt fann vi att mödrar och deras barn hade samma stammar av mikrober i sina tarmar. Mikrober som inte var samdiversifierade, däremot, var mer benägna att överleva bra utanför kroppen och kan överföras mer allmänt genom vatten och jord.

Tarmmikrober och personlig medicin

Vår upptäckt att tarmmikrober utvecklades precis tillsammans med deras mänskliga värdar erbjuder ett annat sätt att se den mänskliga tarmmikrobiomet. Tarmmikrober har passerat mellan människor över hundratals till tusentals generationer, så att när människor förändrades, så förändrades deras tarmmikrober. Som ett resultat av detta beter sig vissa tarmmikrober som om de är en del av det mänskliga genomet:De är paket av gener som överförs mellan generationer och delas av relaterade individer.

Personlig medicin och genetiska tester börjar göra behandlingar mer specifika och effektiva för individen. Att veta vilka mikrober som har haft långvariga partnerskap med människor kan hjälpa forskare att utveckla mikrobiombaserade behandlingar som är specifika för varje population. Kliniker använder redan lokala probiotika som härrör från tarmmikrober från samhällsmedlemmar för att behandla undernäring.

Våra fynd hjälper också forskare att bättre förstå hur mikrober övergår ekologiskt och evolutionärt från "fri levande" i miljön till att vara beroende av förhållandena i den mänskliga tarmen. Samdiversifierade mikrober har egenskaper och gener som påminner om bakteriella symbionter som lever inuti insektsvärdar. Dessa delade egenskaper tyder på att andra djurvärdar också kan ha tarmmikrober som samdiversifieras med dem över evolution.

Att ägna särskild uppmärksamhet åt de mikrober som delar mänsklig evolutionär historia kan bidra till att förbättra förståelsen för den roll de spelar för människors välbefinnande. + Utforska vidare

Tarmmikrober och människor på en gemensam evolutionär resa

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.