In einem Meinungsartikel erklärt Tobin Hammer, ein Evolutionsökologe an der University of California, Irvine, dass Wirte mit einem Mikrobiom nicht unbedingt von ihren Mikroben profitieren. Hammer argumentiert, dass einige Wirte tatsächlich eine Abhängigkeit von ihren Mikroben entwickelt haben und ohne sie nicht normal funktionieren können, aber keine konkreten Vorteile daraus ziehen. Dieses Konzept, bekannt als evolutionäre Sucht oder entwickelte Abhängigkeit, könnte auf verschiedene Wirtssysteme zutreffen, einschließlich des menschlichen Darms, Pflanzenwurzeln und mikrobenhaltiger Mikroben. Hammer vergleicht diese Abhängigkeit mit seiner eigenen Kaffeesucht, bei der er Kaffee braucht, um grundlegende Funktionen zu erfüllen, aber keine Verbesserung der Funktionalität bemerkt. Dieses Konzept der evolutionären Abhängigkeit wurde in anderen Symbiosebeziehungen diskutiert, aber selten im Zusammenhang mit dem Mikrobiom betrachtet. Hammer schlägt vor, dass diese Perspektive bei der Interpretation von Experimenten zur Mikrobenentfernung berücksichtigt werden sollte, da dies erhebliche Auswirkungen auf die Evolution und Stabilität von Wirt-Mikroben-Interaktionen haben kann. Das Fehlen einer in ein Wirtssystem integrierten Mikrobe kann dazu führen, dass Komponenten des Systems fehlerhaft funktionieren, da sie komplexe, miteinander verbundene Systeme sind. Hammer erklärt, dass Wirte evolutionär abhängig von Mikroben werden könnten, indem sie sich an deren Anwesenheit anpassen oder von Mikroben abhängig werden, die ähnliche Funktionen wie vorhandene Wirtseigenschaften ausüben. Das Verständnis, ob Wirte von Mikroben profitieren oder von ihnen abhängig sind, könnte dabei helfen, die Folgen des Verlusts an mikrobieller Biodiversität vorherzusagen. Eine Umkehrung der evolutionären Abhängigkeit könnte möglich sein, wenn die Wirte sich anpassen können, um verlorene Funktionen zurückzugewinnen, aber wenn Wirte auf Mikroben für essentielle Funktionen angewiesen sind, könnte es schwierig sein, sich anzupassen, wenn diese Mikroben verloren gehen. Weitere Forschung ist erforderlich, um diese Hypothese vollständig zu untersuchen und festzustellen, welche Eigenschaften im Fehlen von Mikroben gerettet werden können.
Im opinion Artikel diskutiert Tobin Hammer, ein evolutionärer Ökologe, das Konzept der “Evolutionären Sucht” oder des “evolutionären Abhängigkeit” in Bezug auf die Beziehung zwischen Hosts und ihrem Mikrobiom. Er argumentiert, dass einige Hosts von ihren Mikroben abhängig geworden sind, um normal funktionieren zu können, ohne dabei notwendigerweise Vorteile zu erhalten. Dieses Konzept stellt das traditionelle Verständnis der symbiotischen Beziehung zwischen Hosts und ihrem Mikrobiom in Frage.
Evolutionäre Sucht bezieht sich auf den Zustand, in dem Hosts von ihren Mikrobiomen abhängig sind, um grundlegende Funktionen auszuführen, ohne dass dabei eine erkennbare Verbesserung der Funktionalität stattfindet. Hammer zieht Parallelen zwischen diesem Konzept und seiner persönlichen Sucht nach Kaffee, bei der er es benötigt, um normal funktionieren zu können, jedoch keine gesteigerte Leistung erfährt. Diese Perspektive zeigt die Möglichkeit auf, dass Hosts evolutionär süchtig nach ihren Mikroben geworden sein könnten, was weiterer Erforschung bedarf.
Evolutionäre Sucht kann auf verschiedene Host-Systeme angewendet werden, darunter der menschliche Darm, Pflanzenwurzeln und mikrobenhaltende Mikroben. Hammer nennt diese Beispiele, um zu zeigen, dass Abhängigkeit von Mikroben ohne klare Vorteile möglicherweise weit verbreiteter ist als bisher angenommen. Das Verständnis des Ausmaßes der evolutionären Sucht in verschiedenen Host-Mikroben-Beziehungen ist entscheidend für die korrekte Interpretation von Mikrobenentfernungs-Experimenten.
Die Berücksichtigung des Konzepts der evolutionären Sucht hat bedeutende Auswirkungen auf das Verständnis von Host-Mikroben-Interaktionen. Hammer schlägt vor, dass das Fehlen oder die Entfernung von Mikroben, die in ein Host-System integriert sind, dazu führen kann, dass Komponenten des Systems nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren. Hosts und ihre Mikrobiome sind komplexe, miteinander verbundene Systeme, und die Abhängigkeit von bestimmten Mikroben kann die normale Funktionsweise des Hosts stören.
Wenn Hosts evolutionär süchtig nach bestimmten Mikroben sind, kann der Verlust dieser Mikroben aufgrund von Faktoren wie dem Verlust der mikrobiellen Biodiversität schwerwiegende funktionelle Folgen haben. Hammer argumentiert, dass Hosts möglicherweise Schwierigkeiten haben, sich anzupassen, wenn sie von diesen essentiellen Mikroben für bestimmte Funktionen abhängig sind. Dieses Verständnis der Folgen des Verlusts der mikrobiellen Biodiversität kann dazu beitragen, Naturschutzmaßnahmen zu lenken und die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf Host-Mikroben-Interaktionen vorherzusagen.
Obwohl die evolutionäre Sucht Herausforderungen mit sich bringt, besteht das Potenzial, diese Abhängigkeit umzukehren, wenn Hosts sich anpassen können, um verlorene Funktionen wiederzugewinnen. Es ist wichtig zu verstehen, welche Merkmale in Abwesenheit bestimmter Mikroben gerettet werden können, um Strategien zur Überwindung der evolutionären Sucht zu erforschen. Allerdings erfordert die Frage nach dem Ausmaß der Umkehrbarkeit und der Anpassungsfähigkeit von Hosts, unabhängig von ihren Mikroben zu funktionieren, weitere Forschung.
Die Fähigkeit von Hosts, sich anzupassen und verlorene Funktionen in Abwesenheit ihrer suchtinduzierenden Mikroben wiederzugewinnen, ist ein entscheidender Faktor bei der Umkehrung der evolutionären Sucht. Hammer schlägt vor, dass sich Hosts entweder durch die Entwicklung neuer Merkmale, die die Funktionen ihrer Mikroben ersetzen, oder durch die Verringerung ihrer Abhängigkeit von Mikroben anpassen könnten. Die Untersuchung der Mechanismen und potenziellen Grenzen der Anpassung kann Einblicke in die Stabilität und Evolution von Host-Mikroben-Interaktionen bieten.
Das Konzept der evolutionären Sucht stellt das herkömmliche Verständnis der Vorteile in Frage, die Hosts von ihren Mikrobiomen erhalten. Durch die Untersuchung der Möglichkeit, dass Hosts von ihren Mikroben abhängig sein könnten, ohne dabei konkrete Vorteile zu erlangen, können Forscher ein tieferes Verständnis für Host-Mikroben-Interaktionen gewinnen. Diese Perspektive hat Auswirkungen auf die Interpretation von Mikrobenentfernungs-Experimenten und die Vorhersage der Folgen des Verlusts der mikrobiellen Biodiversität. Weitere Forschung ist erforderlich, um das Ausmaß der evolutionären Sucht und das Potenzial von Hosts zur Anpassung und Umkehrung dieser Abhängigkeit vollständig zu verstehen.
