En ægte vampyrs bekendelser: Sådan lever jeg af blod
Danske forskere er lykkedes med at opklare, hvordan vampyrflagermus kan leve af blod alene.
Vampyrflagermus leve af rent blod evolution 'holobiomet' eller 'hologenomics' arter udviklingshistorie vært mikrobiomet tarmbakterier samspil

Kun tre arter af vampyrflagermus har fundet ud af at leve af rent blod, og nu løfter ny danskledet forskning sløret for hvordan. (Foto: Sandstein/Creative Commons)

Vi elsker gys, og hvad er bedre end en vampyr, der planter sine hugtænder i halsen på unge, uskyldsrene jomfruer?

Vampyrer optræder overalt i vores kultur - specielt omkring halloween - så man kunne næsten tro, at blodsugerne også var almindelige i naturen.

Men faktisk lever næsten ingen dyr af blod, da blod er en forfærdelig ringe kost uden vitaminer, med alt for meget protein og høj risiko for blodbårne sygdomme for bare at nævne nogle få ting.

Som de eneste blandt alle pattedyr har tre arter af vampyrflagermus dog fundet ud af at leve af rent blod, og nu løfter ny danskledet forskning sløret for, hvordan disse tre har udviklet sig til dyrenes Draculaer.

Historien kort
  • En usædvanlig kost kræver ofte både evolutionære tilpasninger i både genomet og mikrobiomet.
  • Med et studie af både genom og mikrobiom viser forskerne, hvordan vampyrflagermus har tilpasset sig deres blod-diæt.
  • De viser, hvordan evolutionen af vampyrens ekstreme kost kun kan forstås ved at se på både værten og dens mikrober.

Har kortlagt både genomet og tarmfloraen

Hvis man troede, vampyrens hemmelighed lå i et enkelt gen eller to, kan man godt tro om - det at leve af rent blod er en gennemgribende transformation af både generne og mikroberne i tarmfloraen.

»Vi har gjort to ting - for det første kortlagt vampyrflagermusens genom, så vi kan se på, hvordan selektionen har formet generne, så de f.eks. kan klare det høje proteinniveau,« siger professor fra Statens Naturhistoriske Museum ved Københavns Universitet, Tom Gilbert, som har ledet det nye studie, til Videnskab.dk.

»Men parallelt har vi også kortlagt mikroberne i tarmfloraen og kan vise, hvordan genomet og mikroberne arbejder sammen for at klare opgaven.«

Forskerne fandt f.eks., at manglen på vitaminer ikke er noget problem, fordi vampyrflagermusen bærer mikroorganismer, som specifikt hjælper den med selv at lave vitaminerne.

Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Ecology & Evolution.

Vampyrflagermus leve af rent blod evolution 'holobiomet' eller 'hologenomics' arter udviklingshistorie vært mikrobiomet tarmbakterier samspil

Den almindelige vampyrflagermus (Desmodus rotundus) på vej ud efter sit natlige måltid. (Foto: Brock Fenton)

Ny interesse for at forstå både værter og mikrober

Studiet er en del af en voksende interesse for 'holobiomet' eller 'hologenomics', som handler om, at man skal forstå helheden af både værterne og de mikrober, der lever sammen med dem, for at forstå artens udviklingshistorie.

For eksempel er koens 'hologenom', som er koens eget arvemateriale og mikroberne i koens mange maver, der gør, at den kan vokse sig stor og velnæret blot ved at spise græs.

»Det her (nye studie, red.) viser tydeligt værdien af en 'holistisk' tilgang, hvor vi ser på både værten og mikrofloraen og ikke bare på værtens genetiske elementer,« siger førsteforfatter, Lisandra Zepeda Mendoza, som i dag arbejder for fødevareselskabet Chr. Hansen A/S, til Videnskab.dk.

Studiet imponerer biologen Holly Lutz, der forsker i flagermus og bla. er leder af The Bat Microbiome Project ved Field Museum of Natural History i Chicago, USA.

»Det er et vidunderligt studie og imponerende i sit omfang og dybde,« siger Holly Lutz til Videnskab.dk.

»Det er et af de første sammenlignende hologenom studier af et vildt system (vampyrflagermus og dens mikrober, -red.). Studiet demonstrerer på fremragende vis, hvordan den parallelle undersøgelse af vært og mikrober kan give vigtig ny viden om tilpasning og evolutionære fænomener.«

Ville undersøge, hvordan ekstrem kost som blod kunne opstå

Det nye studie med vampyrflagermusene sprang ud af et andet spændende projekt, hvor Gilbert og kolleger har vist, at man kan identificere, hvilke pattedyr der lever i et område, ud fra blodmåltider i maven på igler og vampyrflagermus.

»Men jeg var mere interesseret i, hvorfor dyrene spiste det, de spiste, end hvad de spiste,« siger Lisandra Zepeda.

Hun fik overtalt Gilbert til, at det kunne være spændende at se på, hvordan en så ekstrem kost som blod kunne være udviklet.

Forskerne valgte at undersøge vampyrflagermusene, fordi de er meget mere ekstreme end f.eks. igler.

Vampyrflagermus

Lever i Nord-, Mellem- og Sydamerika, bliver omkring 12 år og lever af blod fra dyr og mennesker.

Vampyren er kun 7-10 cm lang og vejer 20-50 gram.

Trods sit uhyggelige ry udviser vampyrflagermus en usædvanlig sympatisk adfærd ved at gylpe blod op og dele mad ud til deres børn og venner, der ikke har fået så meget mad.

Hvert fjerde pattedyr er en flagermus

Flagermus er en langt større gruppe af pattedyr, end de fleste ved - omkring 25 procent af alle pattedyr er rent faktisk flagermus.

De fleste spiser insekter eller frugter, mens nogle er kødædere, som spiser små fisk, frøer eller fugleunger.

Og så er der de her tre arter af vampyrflagermus, som udelukkende spiser blod.

Derfor gættede forskerne på, at de særlige vampyrtilpasninger ville lyse op som et meget tydeligt signal i dataanalysen, og de valgte den almindelig vampyrflagermus (Desmodus rotundus).

»Planen lød enkel og opnåelig til at begynde med, men vi indså snart, at vi også skulle sammenligne vampyrflagermusen med andre flagermus med andre diæter,« siger Lisandra.

Flagermuseksperter fra Australien, Amerika, England og Københavns Zoo blev involveret og hjalp med at skaffe de nødvendige prøver, mens selve genomkortlægningen foregik i BGI i Kina.

Vampyrflagermus leve af rent blod evolution 'holobiomet' eller 'hologenomics' arter udviklingshistorie vært mikrobiomet tarmbakterier samspil

Omkring 25 procent af alle pattedyr er rent faktisk flagermus. De fleste spiser insekter eller frugter, mens nogle spiser små fisk, frøer eller fugleunger. Læs mere i boksen under artiklen. (Foto: Shutterstock)

Vampyr begyndte måske med at trække parasitter ud af huden

Ingen ved med sikkerhed, om vampyrflagermusen oprindeligt udviklede sig fra en insekt-, frugt- eller kødædende flagermus, og det nye studie giver heller ikke et endeligt svar.

Den mest udbredte teori er, at vampyrflagermusene opstod fra en forfader, som levede af at trække blodsugende parasitter som flåter og mider ud af huden på forhistoriske pattedyr.

Når parasitterne allerede var fulde af blod, anses skridtet til selv at spise blod ikke for at være så stort.

Men lige meget hvilken stamfar, vampyren har, er forskerne sikre på, at dyrene ikke sprang ud som 100 procent vampyrer fra den ene dag til den anden.

Derfor har de ledt efter gener med tegn på kraftig selektion - dvs. gener, som er ændret mere, end man skulle forvente, i forhold til de andre flagermus.

Evolution med speederen i bund

Det første, forskerne så, var, at vampyrflagermus overordnet set har det samme størrelse genom som andre flagermus - man kan sige, de har det samme antal instrumenter at spille på.

Men det handler om, hvordan instrumenterne spiller, og her viste analysen, at vampyrflagermus bærer omkring dobbelt så mange af en bestemt slags genetiske elementer kaldet transposons.

Det er 'DNA-kassetter', der kan kopiere sig selv og hoppe rundt i DNA'et, og det, ved man, øger antallet af mutationer. (Læs mere i boksen under artiklen)

Med andre ord har DNA-elementerne trykket speederen i bund for vampyrflagermusens evolution – med andre ord skabt et grundlag for at finde nye måder at bruge instrumenterne.

Vampyrflagermus leve af rent blod evolution 'holobiomet' eller 'hologenomics' arter udviklingshistorie vært mikrobiomet tarmbakterier samspil

Flagermus er behæftet med et væld af myter og overtro, især fordi de er 'mystiske' natdyr, der ser 'groteske' ud og hvæser, når man kommer dem nær. Helt uskadelige arter bliver ofte opfattet som uhyggelige vampyrer, selvom kun tre arter er vampyrer i virkeligheden. (Foto: Shutterstock)

Samarbejde er nøglen til at forstå vampyrerne

Samlet set giver analysen et billede af et samarbejde mellem evolutionen af vampyrflagermusens genom og mikrobiom på vej mod en tilpasning til at leve af rent blod.

De mange eksempler på samspillet er f.eks. gener i vampyrflagermusens vitamin-B-produktion, som er udviklet meget hurtigt, sideløbende med at mikrobiomet er fokuseret på vitamin-produktion.

Eller at vampyrflagermusen har udviklet 'super-nyrer', der meget effektivt kan skille den af med affaldsstoffer fra det alt for salte og proteinrige blod, som normalt vil være en farlig mishandling af nyrerne, der kan give sygdomssymptomer som forhøjet blodtryk.

Sideløbende er mikrobiomet også beriget af mikrober, der kan omsætte proteinerne.

Vampyr med fascinerende evner

Vampyrflagermus har et hav af specielle tilpasninger som:

  • Barbérbladskarpe tænder, der ubemærket kan snitte hul i kohud
  • Ultraviolet syn, der kan afsløre, hvor blodårene ligger tæt under huden
  • En tunge med en rende, der er formet, så blodet trækkes indenbords ved kapillærkraft (gennem et tyndt rør), uden at flagermusen skal suge.

Vampyrerne har desuden:

  • Smagsreceptorer, som hjælper med at få det kedelige blod til at glide ned
  • Indholdsstoffer i spyttet, som forhindrer blodet i at koagulere
  • Nyrer, der kan håndtere farlige mængder kvælstofholdige affaldsstoffer, som dannes pga. de store mængder protein i blod

»Det viser, hvor fint vampyrflagermusens genom og mikrobiomet har arbejdet sammen om at løse opgave med at leve af rent blod,« siger Lisandra.

»Og så understreger det, hvor fremskreden teknologien er, og faciliteterne er blevet så gode og billige, at vi kan begynde de her holistiske undersøgelser på andre end standard model-organismer.«

Kan hjælpe fremtidens astronauter og kræsne børn

Præcis hvad, resultatet kan bruges til, ligger endnu ude i fremtiden, men vampyrflagermus kan måske på sigt give indsigt, som kan hjælpe patienter med kronisk nyresvigt, eller måske kan man forestille sig, at det kan bane vejen for, at astronauter en dag kan leve af kost, som vi i dag vil anse for uspiselig eller farlig.

Hvem ved, måske kan kommende generationer af rosenkål-hadende børn måske endda få deres vitaminer fra aldeles vitaminfattig papmad med lidt inspiration fra vampyrflagermusene.  

»For mig er den store interesse nu at udforske mere om, hvordan genomet og mikrobiomet former hinanden generelt, og hvad det betyder for vores forståelse af liv i bred forstand,« siger Tom Gilbert.

»Nu har vampyrflagermusen vist, at vi kan begynde en hologenom tilgang - spørgsmålet er så, hvilke store konklusioner vi kommer til at drage.«

Vampyrflagermusens gener og tarmflora spiller sammen
Vampyrflagermus leve af rent blod evolution 'holobiomet' eller 'hologenomics' arter udviklingshistorie vært mikrobiomet tarmbakterier samspil

Skitse over de udfordringer, vampyrflagermus har overvundet for at spise blod. Til venstre (a) ændringer kun i vampyrflagermusens genom - ultraviolet syn, smagssans, hindring af blodstørkning i tarm og effektive nyrer. Til højre (b) samarbejde mellem både genomet (blå) og mikrobiomet (rød) omfatter tilpasninger som syntese af vitaminer, fedtsyrer og immunforsvaret.

Det interessante er, at de mange hoppende DNA-kassetter især er samlet i områder af arvematerialet, som har med immunsystemet, virusforsvar og stofskiftet af både fedtstoffer og vitaminer at gøre.

Altså, områder, som har været vigtige for at kunne leve af blod:

Forsvar mod sygdom og kompensation for de essentielle næringsstoffer, blod er fattigt på.

Dertil har forskerne fundet en række enkelte gener, som går godt i spænd med mange af de fascinerende tilpasninger i vampyrflagermus.

Det gælder f.eks. kraftig selektion på et gen, PRKD1, som direkte påvirker flagermus' synsevne til at se ultraviolet lys.

Den evne hjælper vampyrerne til at se, hvor blodårerne ligger tæt under huden.

Et andet gen, REG4, har også kraftige tegn på selektion, og det, ved man, hjælper tarmceller med at binde et stof, heparin, som hindrer blod i at størkne i tarmene.

Evnen til at hindre blodstørkningsprocessen er afgørende for at få fat i næringen og begynder allerede med potente hæmmere i vampyrens spyt.

Stramt styret tarmflora

Og så er der mikroberne i vampyrernes tarme.

»Tarmfloraen er meget mindre divergerende, end det vi ser hos de andre flagermus, så den er tydeligt under et selektionspres for at reducere, hvad der lever inde i tarmen - så fokus er på mikrober, der kan hjælpe vampyrflagermusen med at lave vitaminer,« siger Tom Gilbert.

Til gengæld viser analysen, at mikrobiomet i tarmen er stramt styret, så vampyrflagermusen satser benhårdt på bestemte funktioner:

Når det kommer til antal af bakterie-enzymer, der er relateret til produktion af vitaminer, overgår vampyr-tarmfloraen langt de andre flagermus.

Dertil kommer, at vampyrerne har en stor overflod af beskyttende bakterier, som, man f.eks. ved, kan hjælpe med at forsvare mod forskellige vira.

Og omvendt finder forskerne også mere end 280 bakteriearter, som er helt unikke for vampyrflagermusene, og som samtidig er kendt for at give alvorlige sygdomme i pattedyr, f.eks. Borellia.

Den præcise funktion af de mere end 280 bakterier, er ukendt, men nogle af dem er kendt for at smitte via blodsugende parasitter, og måske er det tegn på et mønster, hvor de har en vigtig funktion hos blodsugere.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.