Hvad er forskellen på en ko, en gris og en hjort?
Ingenting.
Det er ikke en vits. I hvert fald ikke hvis man skruer tiden adskillige millioner år tilbage. En ko, en gris og en hjort kommer fra samme skud på livets træ.
Det ved man, fordi man kan sekventere dyrenes DNA og finde deres plads i livets træ. Men nu kan et stort, dansk forskningsprojekt afsløre, at man ved at undersøge dyrenes bakterieflora i mundhulen kan finde frem til det samme resultat.
Meget tyder nemlig på, at bakterierne har udviklet sig med deres vært, altså de dyr de bor på. Det kaldes bakteriel co-evolution. Det kan forskerne se ved, at for eksempel de tre ovenstående dyr bærer på den samme art bakterier.
Bakteriernes stamtræ matcher dyrenes
\ Fakta
Grise, køer og hjorte kommer fra samme udgangspunkt i evolutionen. De er alle tre såkaldt parrettåede. Det er et af de fysiske lighedstræk, der har fået lov at overleve.
Forskningen har ikke kun betydning for, hvordan vi ser på køer, grise og hjorte og deres indbyrdes slægtskab. Det har betydning for alle dyreracer.
Man har længe forsket i, hvordan hvirveldyr udvikler sig ved hjælp af DNA-sekventering. Men selvom metoden er blevet både billigere og hurtigere, er det stadig besværligt at sekventere DNA’et.
Det er her, bakterierne kommer ind i billedet.
»Hvis man vil lave et stamtræ for mange dyr, er det et kæmpestort projekt. Men ved kun at kigge på bakterierne, bliver det meget mere overskueligt,« siger den ene af forskerne bag, professor ved Institut for Veterinær Sygdomsbiologi/Mikrobiologi på Københavns Universitet Anders Miki Bojesen.
Bakterier giver lettere DNA-sekventering
Fordi bakterier har meget mindre DNA at sekventere, er det også meget hurtigere og nemmere at gøre.
Omdrejningspunktet er bakterier inden for Pasteurellaceae-familen, som stort set alle dyr bærer på i en eller anden form.
»På nær hos varaner har vi fundet repræsentanter af denne bakteriefamilie hos alle de arter, vi har undersøgt. Ud fra det har vi skabt livets træ for bakterierne,« forklarer Anders Miki Bojesen.
Den første artikel fra projektet om bakteriel co-evolution er allerede udgivet i det videnskabelige tidsskrift International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Tre-fem mere er på vej.
Bakterierne tages fra dyrenes tandkød
En forskningsrådsbevilling i 2008 blev startskuddet for det store grundforskningsprojekt. Siden da er masser af bakterieprøver taget fra dyrs tandkød.
Ph.d.-studerende Mie Johanne Hansen, der har været tilknyttet projektet siden 2010, har haft til opgave at stikke vatpinde i gabet på blandt andre sæler, søløver, hvalrosser, is- og brunbjørne, oddere og ferskvandsskildpadder for at snuppe bakterier omkring tandroden.
Bakteriernes DNA sekventeres, ligesom man gør med dyrenes DNA.
»På baggrunden af disse sekvenser laver jeg slægtstræer, som viser, hvordan bakterierne er beslægtet indbyrdes. Disse træer sammenligner jeg så med tilsvarende træer fra værterne for at se, om der er en sammenhæng,« siger Mie Johanne Hansen.
Prøverne er primært taget fra dyr i fangenskab, men Mie Johanne Hansen har også sammenlignet sine resultater med prøver fra vilde dyr. Det afslørede blandt andet, at den orale bakterieflora hos fritlevende dyr er identisk med den fra dyr, der lever i fangenskab.
Viser vej til nye bakterier og sygdomsbehandling
Forskernes opdagelse bekræfter en grundvidenskabelig teori og giver ny viden om, hvordan biologiske og evolutionære mekanismer fungerer.
Selvom det stadig kun er grundforskning, så har det store projekt mange perspektiver.
Umiddelbart vil man jo ikke mene, at køer, hjorte og grise ligner hinanden, men på dem lever en bakterieart, der findes hos dem alle tre. Bakterien er af samme art, men spaltet ud i undertyper.
Anders Miki Bojesen.
I forbindelse med prøvetagningen har de opdaget en masse nye bakteriearter. Det kan være med til at helbrede dyrs sygdomme og sygdomme forårsaget af bid fra dyr.
»Flere af de nyopdagede bakterier kan forårsage sygdom hos deres værter eller hos artsfæller og andre arter, når de overføres med bid. Derfor er viden om deres tilstedeværelse, samt hvordan man kan identificere og behandle dem, meget vigtig,« siger Mie Johanne Hansen.
Viden om bakteriers udvikling er også vigtig, når man skal forstå og forebygge antibiotikaresistens.
Bakterier kan be- eller afkræfte teorier om dyr
Men måske endnu vigtigere har projektet bekræftet en masse formodninger, som udviklingsbiologer har haft om dyrs slægtskab og udvikling.
For nylig kom det for eksempel frem, at brun-, sort- og isbjørne så ud til at have spaltet sig ud i selvstændige racer for meget længere tid siden end hidtil troet. Det bekræfter bakterieanalyserne, forklarer Anders Miki Bojesen.
Det er forskernes håb, at den bakterielle co-evolution i fremtiden ikke alene kan bekræfte sammenhænge i dyrs slægtskab, men ligefrem kan bruges som et værktøj til at bestemme slægtskabet.
Mie Johanne Hansens ph.d-studie er finansieret af både Københavns Zoo (Alfred Benzons fond) og Institut for Veterinær Sygdomsbiologi/Mikrobiologi på Københavns Universitet.
\ Pasteurellaceae-bakterierne
Forskerne har kigget på bakteriegruppen Pasteurellaceae, som er en familie af bakterier, der findes hos stort set alle dyr.
De fleste medlemmer af Pasteurellaceae-familien er opportunistiske patogener. Det vil sige, at de normalt lever på værten uden at forårsage sygdom, men at de kan give infektion, for eksempel hvis værtens immunforsvar er nedsat.
Menneskets ”egen” Pasteurellaceae-art hedder Haemophilus influenzae og blev isoleret første gang fra influenzapatienter i 1890. Dengang troede man fejlagtigt, at denne bakterie var årsag til influenza, men i virkeligheden gav den infektion fordi influenzavirusset nedsatte værternes immunforsvar.
Disse bakterier kan bekræfte værtsdyrenes placering i livets træ. Man bruger DNA-sekventering til at bestemme dyr og bakteriers placering i livets træ.
