Muizenpups erven meer dan alleen de genen van hun ouders. Een nieuwe studie toont aan dat darmmicroben de gedragskenmerken van nakomelingen rechtstreeks kunnen beïnvloeden, zelfs over meerdere generaties heen. Dit baanbrekende onderzoek van het Max Planck Instituut voor Biologie Tübingen daagt ons begrip uit van hoe eigenschappen worden doorgegeven en opent intrigerende mogelijkheden over de rol van het microbioom bij het vormgeven van diergedrag.
Miljoenen jaren lang zijn dieren en hun microben samen geëvolueerd in een delicate dans van onderlinge afhankelijkheid. Hoewel we weten dat darmbacteriën, virussen en schimmels een cruciale rol spelen bij de spijsvertering, vitamineproductie en training van het immuunsysteem, wisten wetenschappers niet zeker of ze erfelijke eigenschappen bij complexe zoogdieren zoals muizen rechtstreeks konden beïnvloeden.
Om dit te onderzoeken voerden onderzoekers een nauwgezet experiment uit met kiemvrije muizen; in een laboratorium gefokte dieren die volledig zonder microben zijn grootgebracht om een schone lei te garanderen. Ze transplanteerden de darmmicrobiota van in het wild afkomstige muizen naar deze kiemvrije individuen. Toen kwam de belangrijkste wending: de wetenschappers creëerden twee verschillende muizenlijnen. In één lijn selecteerden ze herhaaldelijk de twee minst actieve muizen en brachten hun darmbacteriën voor elke volgende generatie over naar een nieuwe batch kiemvrije muizen. Deze selectielijn met “lage activiteit” diende als experimentele groep. Een controlelijn met willekeurig gekozen donormuizen leverde een basislijnvergelijking op.
Het nauwgezette proces werd gedurende vier generaties herhaald. Door te beginnen met genetisch identieke dieren en de microbiële overdracht strikt te controleren, konden de onderzoekers eventuele gedragsveranderingen definitief uitsluitend toeschrijven aan variaties in de darmmicroben.
De onverwachte link: bacteriën, gedrag en indolemelkzuur
Na vier generaties vertoonde de lijn met “lage activiteit” aanzienlijk verminderde beweging vergeleken met de controlegroep. Analyse van hun darmmicrobioom bracht een overtuigend verband aan het licht: muizen met een lagere voortbeweging herbergden hogere niveaus van Lactobacillus -bacteriën. Deze bacteriën produceren indolemelkzuur (ILA), een stof waarvan bekend is dat deze het gedrag beïnvloedt.
Om dit causale verband te bevestigen, introduceerden onderzoekers Lactobacillus of ILA rechtstreeks in andere muizen, en beide interventies onderdrukten met succes hun bewegingsactiviteit. Dit leverde krachtig bewijs op dat specifieke darmmicroben inderdaad gedragsveranderingen kunnen veroorzaken.
“Deze studie is de eerste die experimenteel aantoont dat selectie op een gastheereigenschap kan leiden tot veranderingen in diezelfde eigenschap, puur door overdracht van het microbioom”, aldus de onderzoekers. “Het benadrukt de belangrijke rol van microbioom-gemedieerde overerving bij het vormgeven van de dierenecologie en evolutie.”
Deze baanbrekende ontdekking opent fascinerende wegen voor toekomstig onderzoek, waarbij potentieel kan worden onthuld hoe darmmicroben niet alleen het gedrag beïnvloeden, maar ook andere complexe eigenschappen, zoals de vatbaarheid voor ziekten of zelfs het leervermogen van generatie op generatie.
