Vertebrate digestive systems contai

Vertebrate digestive systems contain diverse and abundant microbial communities (Ley et al. 2008), which provide valuable services to the host including nutrition, and immune and developmental regulation (Lathrop et al. 2011). Atypical gut microbiota can disrupt these services, causing immunological and metabolic disorders (Turnbaugh et al. 2008; Turnbaugh & Gordon 2009; Sanz et al. 2011; Koeth et al. 2013). Consequently, there is great interest in identifying genetic and environmental factors that regulate microbiota composition and diversity (Benson et al. 2010; Spor et al. 2011). Environmental factors are particularly interesting, as they offer potentially simple mechanisms for treating dysbiosis (De Filippo et al. 2010; Haiser & Turnbaugh 2012), and improving animal health and productivity (Merrifield et al. 2010).

Host diet is among the most important environmental factors influencing gut microbiota composition (Turnbaugh et al. 2008; Muegge et al. 2011; Wu et al. 2011; Sullam et al. 2012). Unfortunately, most diet-microbiota studies focus on simple diet effects such as discrete diet treatments like high fat vs. low fat diets (Parks et al. 2013), or linear univariate measures such as caloric intake. In contrast, in nature most individuals consume a mixture of foods, rather than specialising on single items. Furthermore, within a given population, some individuals may specialise more than others (Bolnick et al. 2003; Araújo et al. 2011). That is, individuals can differ not just in which foods they consume, but also food diversity. At present, it remains unclear whether combinatorial mixing of foods affects the gut microbiota. Here, we evaluate whether host diet diversity affects gut microbial diversity.

Symbiotic microbiota present a perfect example of a metacommunity (Leibold et al. 2004): host individuals are transient habitat patches colonised and inhabited by microbial communities, whose composition depends on colonisation processes and filtering of colonists by local environmental conditions (Costello et al. 2012). Diet-associated microbes represent a source of potential colonists (Adlerberth & Wold 2009; Costello et al. 2012). We therefore expect generalists, which consume more diverse foods, to be exposed to and carry more diverse microbes. Microbe composition also depends on nutrients in the gut (Laparra & Sanz 2010), so a mixed diet might increase microbial diversity by providing more diverse nutrients. Alternatively, diet could indirectly alter microbiota by changing host physiology (Hooper et al. 2012; Nicholson et al. 2012), foraging success or body condition (Bolnick & Lau 2008), or parasite exposure and immune status (Walk et al. 2010). These indirect effects could plausibly increase or decrease microbial diversity. Thus, while it seems intuitive that dietary generalists should harbour more diverse gut microbiota, the opposite relationship is plausible.

To test whether diet diversity affects gut microbial diversity, we sampled two wild populations of fish that exhibit among-individual diet differences (Svanbäck & Persson 2004; Svanbäck et al. 2008; Bolnick & Paull 2009; Matthews et al. 2010). We show that within each species dietary generalists have lower microbial diversity, although this effect is sex- and size-dependent in perch. Laboratory manipulations of stickleback diet also found lower microbial diversity in mixed-diet fish.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ระบบการย่อยอาหารของสัตว์มีกระดูกสันหลังมีกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีความหลากหลายและอุดมสมบูรณ์ (เล et al. 2008) ที่ให้บริการที่มีคุณค่าไปยังโฮสต์รวมทั้งคุณค่าทางโภชนาการและการควบคุมระบบภูมิคุ้มกันและการพัฒนา (Lathrop et al. 2011) microbiota ลำไส้ผิดปกติสามารถรบกวนการบริการเหล่านี้ก่อให้เกิดความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกันและการเผาผลาญ (Turnbaugh et al, 2008;. Turnbaugh และกอร์ดอน 2009; Sanz et al, 2011;.. Koeth et al, 2013) จึงมีความสนใจที่ดีในการระบุปัจจัยทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมที่ควบคุมองค์ประกอบ microbiota และความหลากหลาย (เบนสัน et al, 2010;. Spor et al, 2011). ปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่พวกเขามีกลไกง่ายๆที่อาจเกิดขึ้นสำหรับการรักษา dysbiosis (. Merrifield et al, 2010) (เดอฟีลิปโป et al, 2010. Haiser และ Turnbaugh 2012) และการพัฒนาสุขภาพสัตว์และการผลิต. อาหารโฮสต์เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีอิทธิพลต่อองค์ประกอบ microbiota ลำไส้ (Turnbaugh et al, 2008;.. Muegge et al, 2011; Wu et al, 2011;.. Sullam et al, 2012) แต่ส่วนใหญ่การศึกษาอาหาร microbiota มุ่งเน้นไปที่ผลกระทบอาหารง่ายๆเช่นการรักษาไม่ต่อเนื่องเช่นการรับประทานอาหารที่มีไขมันสูงเมื่อเทียบกับการรับประทานอาหารที่มีไขมันต่ำ (สวนสาธารณะ et al. 2013) หรือมาตรการเชิงเส้น univariate เช่นแคลอรี่ ในทางตรงกันข้ามในธรรมชาติที่คนส่วนใหญ่ใช้เป็นส่วนผสมของอาหารมากกว่าที่เชี่ยวชาญในรายการเดียว นอกจากนี้ภายในประชากรที่กำหนดให้บุคคลบางคนอาจมีความเชี่ยวชาญมากขึ้นกว่าคนอื่น ๆ (Bolnick et al, 2003;.. Araújo et al, 2011) นั่นคือบุคคลที่สามารถแตกต่างกันไม่เพียง แต่ในอาหารที่พวกเขากิน แต่ยังมีความหลากหลายของอาหาร ในปัจจุบันก็ยังไม่ชัดเจนว่าการผสมรวมกันของอาหารที่มีผลต่อลำไส้ microbiota ที่นี่เราประเมินว่ามีความหลากหลายอาหารที่เจ้าภาพส่งผลกระทบต่อทางเดินอาหารมีความหลากหลายของจุลินทรีย์. Symbiotic microbiota นำเสนอตัวอย่างที่ดีของ metacommunity (ที่ Leibold et al, 2004.) บุคคลที่เป็นเจ้าภาพมีแพทช์ที่อยู่อาศัยชั่วคราวอาณานิคมและที่อยู่อาศัยของกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีองค์ประกอบขึ้นอยู่กับกระบวนการการล่าอาณานิคมและ กรองอาณานิคมจากสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น (คอสเตลโล et al. 2012) อาหารจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องเป็นตัวแทนของแหล่งที่มาของอาณานิคมที่มีศักยภาพ (Adlerberth และ Wold 2009. คอสเตลโล et al, 2012) ดังนั้นเราจึงคาดว่า generalists ซึ่งกินอาหารที่มีความหลากหลายมากขึ้นที่จะเผชิญกับจุลินทรีย์และดำเนินการความหลากหลายมากขึ้น องค์ประกอบของจุลินทรีย์ยังขึ้นอยู่กับสารอาหารในลำไส้ (Laparra และ Sanz 2010) ดังนั้นการรับประทานอาหารที่ผสมอาจจะเพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์โดยการให้สารอาหารที่มีความหลากหลายมากขึ้น อีกวิธีหนึ่งคือการรับประทานอาหารที่ทางอ้อมสามารถปรับเปลี่ยน microbiota โดยการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาโฮสต์ (ฮูเปอร์ et al, 2012;. นิโคลสัน et al, 2012.), อาหารสำเร็จหรือร่างกายสภาพ (Bolnick & Lau 2008) หรือการสัมผัสปรสิตและสถานะของระบบภูมิคุ้มกัน (เดิน et al, 2010). . เหล่านี้ผลกระทบทางอ้อมฟังสามารถเพิ่มหรือลดความหลากหลายของจุลินทรีย์ ดังนั้นในขณะที่ดูเหมือนว่าใช้งานง่ายที่ generalists อาหารควรท่าเรือ microbiota ลำไส้ที่มีความหลากหลายมากขึ้นความสัมพันธ์ตรงข้ามจะเป็นไปได้. ต้องการทดสอบว่ามีความหลากหลายอาหารที่มีผลต่อกระเพาะอาหารมีความหลากหลายของจุลินทรีย์เราตัวอย่างสองประชากรป่าของปลาที่แสดงความแตกต่างของการรับประทานอาหารในหมู่ของแต่ละบุคคล (Svanbäckและเพอร์สัน 2004; Svanbäck et al, 2008;. & Bolnick Paull 2009; แมตทิวส์ et al, 2010). เราแสดงให้เห็นว่าภายในแต่ละชนิด generalists อาหารมีความหลากหลายของจุลินทรีย์ที่ลดลงถึงแม้ว่าผลกระทบนี้ sex- และขนาดขึ้นอยู่กับในคอน กิจวัตรห้องปฏิบัติการของอาหาร stickleback นอกจากนี้ยังพบความหลากหลายของจุลินทรีย์ที่ต่ำกว่าในปลาผสมอาหาร

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ระบบการย่อยอาหารของสัตว์มีกระดูกสันหลังประกอบด้วยหลากหลายและอุดมสมบูรณ์ ชุมชนจุลินทรีย์ ( เลย์ et al . 2008 ) ซึ่งให้บริการที่มีคุณค่าเพื่อโฮสต์รวมทั้งโภชนาการ และภูมิคุ้มกันและพัฒนาระเบียบ ( Lathrop et al . 2011 ) ผิดพวกลำไส้ไมโครไบโ ้าสามารถทำลายบริการเหล่านี้ ก่อให้เกิดภูมิคุ้มกันและการเผาผลาญอาหารผิดปกติ ( turnbaugh et al . 2008 ; turnbaugh &กอร์ดอน 2009 ; ซานซ์ et al . 2011 ;koeth et al . 2013 ) จึงมีความสนใจอย่างมากในการระบุพันธุกรรมและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ควบคุมองค์ประกอบไมโครไบโ ้าและความหลากหลาย ( เบนสัน et al . 2010 ; ทุกคน et al . 2011 ) ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่พวกเขาเสนอกลไกอาจง่ายสำหรับการรักษา Dysbiosis ( de ฟิลิปโป et al . 2010 ; haiser & turnbaugh 2012 )และปรับปรุงสุขภาพสัตว์และผลผลิต ( แมร์รี่ฟิลด์ et al . 2010 )

เป็นเจ้าภาพอาหารเป็นหนึ่งในสิ่งสำคัญที่สุดปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่มีผลต่อลำไส้ไมโครไบโ ้าองค์ประกอบ ( turnbaugh et al . 2008 ; muegge et al . 2011 ; Wu et al . 2011 ; sullam et al . 2012 ) แต่น่าเสียดายที่การศึกษาไมโครไบโ ้าอาหารส่วนใหญ่มุ่งเน้นผลอาหารง่ายๆ เช่น การรักษาไม่ต่อเนื่อง เช่น อาหารไขมันสูง ปะทะอาหารไขมันต่ำ ( สวนสาธารณะ et al . 2013 ) หรือเชิงเส้นที่มีมาตรการ เช่น การบริโภคแคลอริก . ในทางตรงกันข้าม ในธรรมชาติ บุคคลส่วนใหญ่ใช้ส่วนผสมของอาหารมากกว่าที่เชี่ยวชาญในรายการเดียว นอกจากนี้ ภายในให้ประชากร บุคคลบางคนอาจเชี่ยวชาญมากขึ้นกว่าคนอื่น ๆ ( bolnick et al . 2003 ; อาราúโจ et al . 2011 ) นั่นคือบุคคลที่สามารถแตกต่างกันไม่เพียง แต่ในอาหารที่พวกเขากิน แต่อาหารความหลากหลาย ปัจจุบัน ยังไม่มีความชัดเจนว่า การผสมของอาหารมีผลต่อลำไส้ไมโครไบโ ้า . ที่นี่ เราประเมินว่าโฮสต์ความหลากหลายอาหารต่อจุลินทรีย์ในความหลากหลายชนิดไมโครไบโ ้า

ปัจจุบัน ตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของ metacommunity ไลโบลด์ ( et al . 2004 ) :บุคคลที่โฮสต์ที่อยู่อาศัยชั่วคราวและแพทช์อาณานิคมที่อาศัยอยู่โดยชุมชนจุลินทรีย์มีองค์ประกอบขึ้นอยู่กับกระบวนการกรองของอาณานิคมและอาณานิคม โดยเงื่อนไขสิ่งแวดล้อมท้องถิ่น ( Costello et al . 2012 ) อาหารที่จุลินทรีย์ที่เป็นตัวแทนของแหล่งที่มาของอาณานิคมที่มีศักยภาพ ( adlerberth &เวิล์ด 2009 ; Costello et al . 2012 ) เราจึงคาดว่า generalists ,ซึ่งบริโภคอาหารที่หลากหลายมากขึ้นที่จะถูกดำเนินการที่หลากหลายมากขึ้น และเชื้อจุลินทรีย์ องค์ประกอบจุลินทรีย์ยังขึ้นอยู่กับสารอาหารในลำไส้ ( laparra &ซานซ์ 2010 ) ดังนั้นอาหารที่ผสมอาจจะเพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์ โดยการให้สารอาหารที่หลากหลายมากขึ้น หรืออาหารสามารถปรับเปลี่ยนได้โดยการเปลี่ยนสรีรวิทยาทางอ้อมไมโครไบโ ้าโฮสต์ ( เปอร์ et al . 2012 ; นิโคลสัน et al . 2012 )ค้นหาความสำเร็จหรือความสมบูรณ์ของร่างกาย ( bolnick &เหลา 2008 ) หรือแสงปรสิตและภูมิคุ้มกันสถานะ ( เดิน et al . 2010 ) ผลกระทบทางอ้อมเหล่านี้ยังคงสามารถเพิ่ม หรือลดความหลากหลายของจุลินทรีย์ ดังนั้นในขณะที่มันดูเหมือนง่ายที่อาหาร generalists ควรท่าเรือที่หลากหลายมากขึ้นในไมโครไบโ ้า ความสัมพันธ์ตรงข้าม

เป็นไปได้เพื่อทดสอบว่าความหลากหลายความหลากหลายของจุลินทรีย์ในอาหารมีผลต่อเราตัวอย่างสองกลุ่มป่า ปลาที่จัดแสดงท่ามกลางความแตกต่างของแต่ละบุคคล ( svanb อาหารและ CK & persson 2004 ; svanb และ CK et al . 2008 ; bolnick &พอล 2009 ; แมทธิว et al . 2010 ) เราแสดงให้เห็นว่า ภายในแต่ละชนิดอาหาร generalists าความหลากหลายของจุลชีพ ถึงแม้ว่าผลจะขึ้นอยู่กับเพศและขนาดในการคั่วห้องปฏิบัติการการจัดการของ stickleback อาหารยังพบลดความหลากหลายของจุลชีพในปลาอาหารผสม