Antibiotika förhindrar sniglar från att bilda nya minnen genom att störa deras tarmmikrobiom – gemenskapen av nyttiga bakterier som finns i deras tarmar.

Den nya forskningen, ledd av University of East Anglia (UEA) i samarbete med Aberystwyth University, belyser de skadliga effekter som mänsklig förorening kan ha på vattenlevande djur.

I studien publicerad i The ISME Journal , dammsniglar fick en favoritmat – morotsjuice – men var tvungna att snabbt lära sig och komma ihåg att det inte längre var säkert att äta.

Sniglar i rent vatten klarade sig bra och undvek att äta morotsjuice när den hade parats med en kemikalie de ogillar. Men sniglar som hade exponerats för höga koncentrationer av antibiotika i vattnet lyckades inte lära sig och bilda ett minne och fortsatte att visa normalt matbeteende även efter träning.

Huvudförfattaren Dr. Gabrielle Davidson, från UEA:s School of Biological Sciences, sa:"Det är välkänt att en frisk tarmmikrobiom är viktig för människors hälsa, och vår studie är den första som visar att detta också är fallet hos sniglar."

Forskarna fann att antibiotikan förändrade tarmmikrobiomet väsentligt och förändrade mängden bakterier som har visat sig relatera till hälsosam minnesbildning hos andra djur, inklusive människor. Detta förhållande mellan bakterierna som finns i tarmen och hjärnans funktion kallas mikrobiom-tarm-hjärna-axeln. Kemikalier som produceras av goda tarmbakterier när mat bryts ner kan förbättra hjärnans hälsa och kognitiva funktioner.

Att minska mängden av dessa friska bakterier i tarmen blockerar tarmmikrobiomets annars gynnsamma effekter på hjärnan.

Tidigare studier om kopplingen mellan tarmmikrobiomet och hjärnans funktion har fokuserat på landlevande arter. Det är dock mer sannolikt att vattenlevande djur påverkas direkt av antibiotikaexponering i miljön.

Antibiotika avlägsnas inte effektivt genom avfallsbehandling, och därför kommer de in i sötvattenmiljön. Antibiotikakoncentrationerna som sniglar exponerades för i detta nya experiment upptäcktes på liknande nivåer i sötvatten i Storbritannien, Europa och globalt.

Om sötvattenföroreningar hindrar sniglar från att ha en frisk mikrobiom, kommer de inte att kunna använda sina hjärnor för att justera sitt beteende när de möter ny information.

Medförfattaren Dr. Sarah Dalesman, från Aberystwyth University, sa:"Tidigare forskning har funnit att dammsniglar måste lära sig om rovdjur, vad som är bra eller dåligt att äta, och till och med komma ihåg vem de har parat sig med. Allt som stör deras minne kommer att minska deras överlevnad."

Forskarna säger att detta är särskilt oroande med tanke på de många nya miljöutmaningar som djur upplever från mänskliga aktiviteter.

Dr. Davidson tillade, "Om vi ​​hittar denna effekt hos sniglar är det mycket troligt att antibiotika har liknande effekter på andra vattenlevande djur. Vi hoppas att denna studie ger större betoning på vikten av friska tarmmikrobiomer för vilda djur och ökar ansträngningarna för att minska kemikalierna som kommer in i vår miljö."

Mer information: Gabrielle Davidson et al, Antibiotic-altered gut microbiota förklarar värdminnes plasticitet och stör samvariation av livstempo-egenskaper för en vattensnigel, The ISME Journal (2024). DOI:10.1093/ismejo/wrae078

Journalinformation: ISME Journal

Tillhandahålls av University of East Anglia