Городские жители, по мнению исследователей из международной группы ученых, в большей степени потеряли способность к перевариванию целлюлозы по сравнению с сельскими жителями и современными охотниками-собирателями. Это подтверждается анализом их кишечного микробиома.
Целлюлоза является главным веществом, из которого состоят клеточные стенки растений и растительные пищевые волокна. Переваривание целлюлозы представляет собой сложный процесс. Животные, способные получать значительное количество калорий из растительной пищи, обычно обладают специализированным пищеварительным трактом, в котором обитает большое количество симбиотических бактерий. У людей такой системы не существует, однако присутствуют бактерии, оказывающие помощь в переваривании растительной пищи.
Сотрудники университетов Бен-Гуриона в Негеве (Израиль), Дюссельдорфа (Германия), Ньюкасла (Великобритания) и ряда других научных учреждений провели исследование, охватившее около двух тысяч образцов экскрементов, включая древние, оставленные людьми более тысячи лет назад, и современные, принадлежащие приматам и человеку. В ходе работы было идентифицировано 25 геномов бактерий жвачных и 22 генома людей. Результаты анализа выявили, что у последних присутствовали четыре отдельные группы видов микроорганизмов, осуществляющих переваривание целлюлозы.
В микробиоме кишечника человека были выявлены новые виды руминококков, получившие условное наименование Candidatus Ruminococcus primaciens, Candidatus Ruminococcus hominiciens и Candidatus Ruminococcus ruminiciens . Все эти микроорганизмы обладают способностью к целлюлозолизу и широко распространены у приматов, включая человекообразных, у древних человеческих популяций и у современных охотников-собирателей.
В зависимости от рациона питания, изменялся состав бактериальных сообществ. У приматов частота встречаемости этих штаммов колебалась в пределах 30-40 процентов, что сопоставимо с показателями в образцах древних человеческих отходов. Также было установлено, что у современных охотников-собирателей и жителей сельских районов доля видов бактерий, участвующих в расщеплении растительных волокон, составляет около 20 процентов от общего числа микроорганизмов. В промышленно развитых регионах этот показатель снизился до менее чем пять процентов.
Исследования показали, что рацион, богатый клетчаткой, способствует разнообразию микробиома, способного ее расщеплять. Напротив, приверженность к городской среде связана со снижением количества бактерий, участвующих в переваривании целлюлозы.
Судя по всему, состав кишечной микрофлоры сформировался под влиянием как наших древних предков-приматов, так и одомашненных травоядных, например, коров.
«По словам ученых, их эволюционный анализ дает веские основания полагать, что эти штаммы, скорее всего, появились в кишечнике жвачных животных и впоследствии передались людям, возможно, в процессе одомашнивания.
Работа опубликована в журнале Science.