Yuan, M. L., S. H. Dean, A. V. Longo, B. B. Rothermel, T. D. Tuberville & K. R. Zamudio (2015): Kinship, inbreeding, and fine-scale spatial structure influence gut microbiota in a hindgut-fermenting tortoise. – Molecular Ecology 24(10): 2521-2536.
Verwandtschaftsbeziehung, Inzucht und die räumliche Mikrostruktur beeinflussen die Darmflora bei im Enddarm fermentierenden Landschildkröten.
DOI: 10.1111/mec.13169 ➚
Gopherus polyphemus,
© Tracey D. Tuberville
Herbivore Wirbeltiere sind auf eine komplexe symbiontische Darmflora zur Verdauung von Zellulose und Hemizellulose angewiesen. Die Darmmikroben zeigen dabei oft eine Konvergenz die sowohl durch die Nahrung wie auch durch die Darmmorphologie bestimmt wird und die sich über phylogenetisch verschiedene Gruppen von Wirbeltieren beobachten lässt. Allerdings ist wenig über die Mikrobengemeinschaften von herbivoren im Enddarm fermentierenden Reptilien bekannt. Hier untersuchten wir wie individuelle (individuenspezifische) Faktoren die Zusammensetzung der Darmflora bei einem obligaten herbivoren Reptil einschränken. Unter der Anwendung einer multiplexen 16S rRNS Gensequenzierung charakterisierten wir die fekalen Mikrobengemeinschaften einer Population von Gopherschildkröten (Gopherus polyphemus) und untersuchten wie sich das Alter, die genetische Diversität, die räumliche Struktur und der Verwandtschaftsgrad der Schildkrötenindividuen darauf auswirkt. Wir isolierten so genannte Phylotypen mit einer bekannten Funktion für den Zelluloseabbau einschließlich des Kanditatenphylums Termitengruppe 3, was deren Bedeutung für die Verdauung der Gopherschildkröten hervorhebt. Obwohl die genetische Wirtstierausstattung keine Erklärung für die Unterschiede bei der Mikrobenzusammensetzung und für die jeweilige Mikrobengemeinschaft lieferte so fanden wir klare Belege dafür, dass die genutzte räumliche Mikrolebensraumstruktur, genauso wie Inzucht und der Verwandtschaftsgrad und das Entwicklungsmuster der Schildkröten die Verschiedenheit der individuellen Darmflora der Gopherschildkröten erklären. Unsere Ergebnisse unterstützen die Befunde die für eine weitestgehende Konvergenz bei der Darmflora die dabei durch die Nahrung und den Darmabschnitt in natürlichen Populationen geprägt wird sprechen, zeigen aber auch wie sich darauf das räumliche Zusammenleben wie auch die demographischen Parameter auswirken.
Kommentar von H.-J. Bidmon
Diese Arbeit liefert eine Menge zum Teil sogar ganz unterschiedliche und auch indirekte Erkenntnisse für natürliche Landschildkrötenpopulationen. Bleiben wir aber erst mal bei der Verdauung. Hier liefert die Arbeit klare Daten dafür, dass es eine mehr oder weniger universelle Darmflora für herbivore Wirbeltiere gibt, die in diesem Fall für den Enddarm spezifisch ist. In der Praxis bedeutet das, dass wir durchaus Kot von anderen Enddarmfermentierern benutzen können um die Darmflora bei einer Landschildkröte zu stimulieren z. B. nach langwieriger Antibiotikabehandlung. Am besten scheint es aber zu sein wenn man die Möglichkeit hat dies mit dem Fäzes möglichst nahe verwandter Tiere zu tun. Zum zweiten liefert diese Untersuchung den Nachweis, dass es zur Inzucht in diesen natürlichen Populationen kommt wobei es sich um Individuen zu handeln scheint die dasselbe Mikrohabitat besiedeln und deshalb eine sehr ähnliche Darmflora teilen. Dies stützt die Hypothese, dass Landschildkrötenweibchen einen vergleichsweise kleinen Aktionsradius haben und dass sich im Umkreis zu ihm viele engverwandte Individuen (z. B. Junge) aufwachsen zwischen denen es zur Inzucht kommt. Gerade deshalb ist es auch wichtig, dass solche Tiere eine temperatur-abhängige Geschlechtsfestlegung nutzen, da sie dazu beitragen kann Inzucht zu verringern (siehe dazu Kommentar zu Cutuli et al., 2014).
Literatur
Cutuli, G., S. Cannicci, M. Vannini & S. Fratini (2014): Influence of male courtship intensity and male-male competition on paternity distribution in Hermann's tortoise, Testudo hermanni hermanni (Chelonia: Testudinidae). – Biological Journal of the Linnean Society 111(3): 656-667 oder Abstract-Archiv.
Galerien
Gopherus polyphemus – Georgia-Gopherschildkröte