Wir sind wandelnde Lebensräume: In unserem Darm lebt eine illustre Gesellschaft aus Mikroorganismen, die in den letzten Jahrzehnten stark in den Fokus der Wissenschaft gerückt ist. Dabei wurde immer deutlicher, welch vielschichtige Rolle das Darmmikrobiom für die menschliche Gesundheit spielt: Körperliche und sogar mentale Probleme können auf eine Störung der Partnerschaft mit den Winzlingen in uns zurückzuführen sein. Neben der gesundheitlichen Bedeutung gehen Wissenschaftler auch der Frage nach, wie sich dieses System im Laufe der Evolution entwickelt hat. Grundsätzlich ist dabei bekannt, dass sich das Darmmikrobiom zwischen Populationen und Individuen unterscheiden kann: Viele Mikroben-Spezies sind zwar allgemein verbreitet, bestimmte Stämme unterscheiden sich jedoch erheblich.
Das internationale Forscherteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Biologie in Tübingen ist nun der Vermutung nachgegangen, dass bestimmte Arten und Stämme von Darmmikroben Menschengruppen bei ihrer Ausbreitung über die Erde begleitet haben und parallel mit ihnen bestimmte Merkmale hervorgebrachten. Um diese mögliche Co-Diversifizierung zwischen Darmbakterien und menschlichen Populationen zu untersuchen, sequenzierten und untersuchten die Wissenschaftler Tausende von Bakteriengenomen von insgesamt 1225Personen aus verschiedenen Teilen Europas, Asiens und Afrikas. Anhand bestimmter genetischer Merkmale konnten sie dabei Rückschlüsse auf die Entwicklungsgeschichte der Mikroben ziehen.
Geschichtliche Verknüpfung von Mikroben und Menschen
Im Fall von 59 Mikroben-Arten entwickelten die Forscher auf diese Weise Stammbäume. Anschließend konnten sie diese mit Stammbäumen ihrer menschlichen Wirte vergleichen, die sie aus genetischen Analysen ihrer Speichelproben abgeleitet haben. Wie sie berichten, ging aus ihren Analysen hervor: Bei über 60 Prozent der untersuchten Mikrobenarten zeichnet sich eine parallele Stammesgeschichte mit ihren menschlichen Wirten ab. Das bedeutet, dass sich diese Spezies über Hunderttausende Jahre hinweg im menschlichen Darm weiterentwickelt haben, während die Menschen sich über die Erde ausbreiteten.
“Bemerkenswert ist auch, dass diejenigen Stämme, die unserer Entwicklungsgeschichte am engsten gefolgt sind, nun am meisten von der Darmumgebung abhängig sind”, sagt Seniorautorin Ruth Ley vom Max-Planck-Institut für Biologie. Anhand der genetischen Informationen wurde deutlich, dass einige der Mikroben-Stämme, die sich zusammen mit dem Menschen entwickelt haben, sehr stark auf die Lebensbedingungen im menschlichen Darm spezialisiert sind: Sie besitzen vergleichsweise kleine Genome und reagieren empfindlich auf Abweichungen in Sauerstoffgehalt und Temperatur. Außerhalb des menschlichen Körpers haben sie dadurch kaum Überlebenschancen. “Die Studienergebnisse verändern unsere Sichtweise auf das menschliche Darmmikrobiom grundlegend“, sagt Ley.
