DISCUSSION
Humans continuously and intimately interact with microorganisms. This study
demonstrates that spontaneous, or traditional, fermentation promotes a diversity of
microorganisms, including some Lactobacillus strains that may potentially interact with
human and environmental microbes during production and consumption. Spontaneous
fermentation and consumption of its product can be a microbial exchange between the
environment and the human microbiome that is mediated by human behavior, abiotic
factors, and random chance (Fig. 5). The microbial community of chicha could be initiated
from a variety of sources including saliva added to each new batch, tools and vessels that
may contain remnants or bacterial residue from a previous ferment, the water added to
thin the cassava mash, the substrate of the raw material, or the household and airborne
environment. In turn, ferments by lactic acid bacteria are consumed and become a
potential source of microbes for the human body. While not all LAB confer benefits, many
Colehour et al. (2014), PeerJ, DOI 10.7717/peerj.479 10/18
Lactobacilli have been positively associated with human health. (Dethlefsen, McFall-Ngai
& Relman, 2007; Costello et al., 2009; Spor, Koren & Ley, 2011; Human Microbiome Project
Consortium, 2012; Linnenbrink et al., 2013). All of the numerically dominant OTUs we
detected in chicha were related to Lactobacillus species that have also been reported in
the human oral and fecal microbiome (Dewhirst et al., 2010). Our conclusions are based
on short reads so a much more detailed study is necessary to determine if any of the
Lactobacillus taxa we detected might confer health benefits or even successfully assimilate
into the human microbiome.
Lactic-acid bacteria are found in association with nutrient rich environments on
animals and plants. While some strains produce biogenic amines that can be detrimental to
human health (Halasz ´ et al., 1994), other research highlights positive effects of consuming
LAB in moderate amounts. In the human intestinal tract, high rates of adhesion to the
mucus membrane allow for direct interface with the human intestine, and have been
shown to protect against pathogens, modulate immune response, and promote mucus
secretions to soothe the intestinal lining. In addition, lactic-acid bacteria provide digestion
assistance, improving vitamin and mineral bioavailability while degrading antinutrients
and other phytotoxins such as cyanide (Campbell-Platt, 1994; Westby, Reilly & Bainbridge,
1997; Aro, 2008; Chelule, Mokoena & Gqaleni, 2010; Turpin et al., 2010).
To better understand the spatial and household variability in microbial community
composition in spontaneous ferments, we were interested in knowing if bacterial
composition showed phylogenetic divergence over geographic space. We observed that the
bacterial communities in chicha were more similar within a village than between villages
(p = 0.038). This variation could result from a combination of mechanisms, including
distance-limited dispersal, stochastic succession (including horizontal gene-transfer),
and human-mediated selection. Since our sample size is modest, we recognize that the
significant difference we found could be driven by one particular sample (Fig. 1) but our
Adonis results are supported by our ANOVA analysis showing significant within-village
OTU overlaps, strengthening evidence for higher rates of bacterial similarity within a
village.
We observed that chicha is generously shared with neighbors within a village so it is
not surprising that we did not see significant phylogenetic dissimilarity at the household
level. Dispersal between chicha ferments could occur if starter cultures are mixed or if a
brewer contributes saliva to her neighbor’s chicha. Based on ethnographic evidence, oral
microbiome swapping is actually more likely to happen during consumption, when the
drinking cup, pilchis, are passed around a social gathering and dipped repeatedly into the
fermentation vessel after each individual takes a drink. Distance and geographic barriers
(e.g., a bridgeless river in our case) limit social interaction and subsequently the opportunity
for dispersal between the two villages, which may partially explain the observed
variation in the bacterial community (Bokulich & Mills, 2013; Linnenbrink et al., 2013).
Each new chicha batch represents a unique opportunity for succession, which could
be contingent on the order and frequency of species arrival. In addition, competition
between microbes, abiotic conditions, rate of horizontal gene transfer, and random chance
Colehour et al. (2014), PeerJ, DOI 10.7717/peerj.479 11/18
could all shape the communities within each chicha vessel. The water source used in the
fermentation vessel (V1: hauled in vessels from a spring; V2: piped to outdoor spigots
near houses from a reservoir) may represent a source of either facilitative or competing
microbes that could influence the final composition of the ferment. Since households
within a village rely primarily on the same water source, this could help explain why
chicha is more similar within a village but not within an individual household. It is
possible that soil differences between gardens or village areas could yield variation in
the plant-associated bacteria present on the raw material, but this seems unlikely since the
raw material is peeled and boiled in preparation for fermentation, although contamination
of pre-boiled product via tools and skin is possible.
Differences in ferment cultivation practice between the two villages may also contribute
to variation (human-mediated selection). Expressions among the Shuar such as “the
prettiest girls makes the best chicha” suggest individuality, personal preferences, or oral
hygiene could also play a role in the cultivation of this ferment. The addition of saliva could
be another source of variance, particularly if genetic or lifestyle differences contribute to
distinct oral microbiome communities. Finally, any bacteria leftover in the fermentation
vessel or on the tools used to make the mash may act as a starter culture for each new batch.
Although beyond the scope of this article, it is tempting to speculate that distinct bacterial
communities may be maintained over time, and that the combination of these factors
suggest an example of microbial domestication.
These three processes, human-mediated selection, distance-limited dispersal, and
stochastic variance help explain the cross-sectional bacterial community variation we
observed in chicha. If site-specific bacteria communities are consistent over time this would
indicate that the ferment may be a player in a co-evolutionary relationship with human
and environmental microbes (Fig. 5), but future work with higher sample size is necessary
to explore these ideas in greater depth
สนทนามนุษย์อย่างต่อเนื่อง และจึงโต้ตอบกับจุลินทรีย์ การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงที่อยู่ หรือ ดั้งเดิม หมักส่งเสริมความหลากหลายของจุลินทรีย์ รวมถึงบางสายพันธุ์แลคโตบาซิลลัสที่อาจอาจโต้ตอบกับมนุษย์ และสิ่งแวดล้อมจุลินทรีย์ในระหว่างการผลิตและ ขาดหมักและปริมาณของผลิตภัณฑ์สามารถแลกเปลี่ยนจุลินทรีย์ระหว่างการสภาพแวดล้อมและ microbiome มนุษย์ที่ mediated โดยพฤติกรรมมนุษย์ abioticปัจจัย และมีโอกาสสุ่ม (Fig. 5) สามารถเริ่มต้นชุมชนจุลินทรีย์ของ chichaจากหลากหลายแหล่งรวมน้ำลายที่เพิ่มในแต่ละชุดใหม่ เครื่องมือ และเรือที่อาจประกอบด้วยเศษหรือแบคทีเรียสารตกค้างจากก่อนหน้านี้ความสับสนอลหม่านต่อ น้ำเพิ่มบางคลุกเคล้ามันสำปะหลัง พื้นผิวของ วัตถุดิบ หรือในครัวเรือน และอากาศสภาพแวดล้อม กลับ ferments โดยแบคทีเรียกรดแลกติกจะถูกใช้ และเป็นการแหล่งที่มีศักยภาพของจุลินทรีย์ในร่างกายมนุษย์ ในขณะที่แล็บไม่ประสาทประโยชน์ มากColehour et al. (2014), PeerJ, 10.7717/peerj.479 ดอย 10/18Lactobacilli มีสัมพันธ์เชิงบวกกับสุขภาพของมนุษย์ (Dethlefsen, McFall-ไหง& Relman, 2007 Costello et al., 2009 Spor, Koren และ ระเบียง 2011 โครงการ Microbiome มนุษย์กิจการร่วมค้า 2012 Linnenbrink et al., 2013) OTUs หลักเรียงตามตัวเลขทั้งหมดเราตรวจพบใน chicha เกี่ยวข้องกับสายพันธุ์แลคโตบาซิลลัสที่ยังมีการรายงานในมนุษย์พูด และ fecal microbiome (Dewhirst et al., 2010) บทสรุปของเราอยู่บนสั้นอ่านเพื่อศึกษารายละเอียดมากจำเป็นต้องกำหนดว่าถ้ามีของแลคโตบาซิลลัส taxa ที่เราพบอาจประสาทสุขภาพ หรือแม้กระทั่งประสบความสำเร็จอย่างเป็น microbiome มนุษย์แบคทีเรียกรดแลกติกอยู่ในความสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมที่อุดมไปด้วยธาตุอาหารบนสัตว์และพืช ในขณะที่บางสายพันธุ์ผลิต biogenic amines ที่ได้ผลดีกับสุขภาพของมนุษย์ (Halasz ´ et al., 1994), วิจัยอื่น ๆ เน้นผลในเชิงบวกของการบริโภคปฏิบัติปานกลางจำนวน ในตัวมนุษย์ลำไส้ทางเดิน สูงอัตราการยึดเกาะเยื่อเมือกให้ติดต่อโดยตรงกับลำไส้มนุษย์ และได้รับแสดง การป้องกันโรค modulate ตอบสนองภูมิคุ้มกัน ส่งเสริมมูกหลั่งปลอบเยื่อบุลำไส้ นอกจากนี้ แบคทีเรียกรดแล็กติกให้ย่อยอาหารความช่วยเหลือ การปรับปรุงการดูดซึมแร่ธาตุและวิตามินในขณะที่ลด antinutrientsและ phytotoxins อื่น ๆ เช่นไซยาไนด์ (Campbell-Platt, 1994 Westby, Reilly และ Bainbridge1997 พักส 2008 Chelule, Mokoena และ Gqaleni, 2010 Turpin et al., 2010)เพื่อให้เข้าใจความแปรผันปริภูมิ และครัวเรือนในชุมชนจุลินทรีย์องค์ประกอบใน ferments อยู่ เราไม่รู้ถ้าแบคทีเรียองค์ประกอบที่แสดงให้เห็น phylogenetic divergence ผ่านพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ เราสังเกตที่การชุมชนแบคทีเรียใน chicha ก็คล้ายมากภายในหมู่บ้านกว่าระหว่างหมู่บ้าน(p = 0.038) เปลี่ยนแปลงนี้อาจมีผลจากการรวมกันของกลไก รวมทั้งระยะทางจำกัด dispersal บัลลังก์สโทแคสติก (รวมถึงยีนโอนย้ายแนวนอน),และเลือกบุคคล mediated เนื่องจากขนาดของตัวอย่างเจียมเนื้อเจียมตัว เรารู้จักที่จะเราพบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญสามารถขับเคลื่อน ด้วยหนึ่งอย่างเฉพาะเจาะจง (Fig. 1) แต่ของเราอโดนิสผลลัพธ์ได้รับการสนับสนุน โดยการวิเคราะห์การวิเคราะห์ความแปรปรวนของเราแสดงสำคัญในวิลเลจทับซ้อน OTU การเสริมสร้างหลักฐานสำหรับคล้ายแบคทีเรียในอัตราสูงกว่าการหมู่บ้านเราสังเกตว่า chicha กว้างร่วมกับเพื่อนบ้านในหมู่บ้านจึงไม่น่าแปลกใจว่า เราไม่ได้เห็น dissimilarity phylogenetic สำคัญในครัวเรือนระดับ Dispersal ระหว่าง chicha ferments อาจเกิดขึ้น ถ้าผสมวัฒนธรรมสตาร์ท หรือถ้าเป็นbrewer รวมน้ำลายไป chicha ของเพื่อนบ้านของเธอ ตามหลักฐาน ethnographic ช่องปากเปลี่ยน microbiome เป็นจริงมักเกิดขึ้นในช่วงการใช้ เมื่อการดื่มถ้วย pilchis จะผ่านสถานที่เลี้ยง และจุ่มลงซ้ำ ๆ เป็นการเรือหมักหลังจากแต่ละคนจะดื่ม ระยะทางและอุปสรรคทางภูมิศาสตร์(เช่น bridgeless น้ำในกรณีของเรา) จำกัดสังคมและต่อโอกาสสำหรับ dispersal ระหว่างสองหมู่บ้าน ซึ่งอาจเป็นบางส่วนอธิบายการสังเกตเปลี่ยนแปลงในชุมชนเชื้อแบคทีเรีย (Bokulich และโรงงานผลิต 2013 Linnenbrink et al., 2013)ชุดละ chicha ใหม่แสดงถึงโอกาสสำหรับบัลลังก์ ซึ่งสามารถจะผูกพันกับบนใบสั่งและความถี่ของการมาสายพันธุ์ นอกจากนี้ แข่งขันระหว่างจุลินทรีย์ เงื่อนไข abiotic อัตราการถ่ายโอนยีนแนวนอน และมีโอกาสสุ่มColehour et al. (2014), PeerJ, 10.7717/peerj.479 ดอย 11/18ทั้งหมดสามารถรูปชุมชนภายในเรือแต่ละ chicha แหล่งน้ำที่ใช้ในการเรือหมัก (V1: ลากในเรือจากสปริง V2: ส่งผ่านไปกลางแจ้ง spigotsใกล้บ้านจากเป็นอ่างเก็บน้ำ) อาจหมายถึงแหล่งที่มาของการ facilitative หรือแข่งขันเชื้อจุลินทรีย์ที่อาจมีอิทธิพลต่อองค์ประกอบสุดท้ายของความสับสนอลหม่านต่อ ตั้งแต่ครัวเรือนภายในหมู่บ้านอาศัยเป็นหลักแหล่งน้ำเดียวกัน นี้อาจช่วยอธิบายว่า ทำไมchicha จะคล้ายกันมากภาย ในหมู่บ้าน แต่ภาย ในครัวเรือนแต่ละตัวไม่ จึงไปที่ความแตกต่างระหว่างพื้นที่หมู่บ้านหรือสวนของดินสามารถผลตอบแทนเปลี่ยนแปลงในแบคทีเรียเกี่ยวข้องกับโรงงานนำเสนอบนวัตถุดิบ แต่นี้ดูเหมือนไม่น่านับตั้งแต่การดิบปอกเปลือก และต้มเตรียมพร้อมสำหรับการหมัก แม้ว่าการปนเปื้อนผลิตภัณฑ์ก่อนต้มผ่านเครื่องมือและผิวหนังได้นอกจากนี้ยังอาจนำความแตกต่างในทางปฏิบัติปลูกความสับสนอลหม่านต่อระหว่างหมู่บ้านสองการเปลี่ยนแปลง (mediated บุคคลตัวเลือก) นิพจน์ใน Shuar เช่น"สาวสวยทำให้ chicha สุด"แนะนำบุคลิกลักษณะ บุคคล หรือช่องปากสุขอนามัยสามารถเล่นบทบาทในการเพาะปลูกของความสับสนอลหม่านนี้ต่อ สามารถเพิ่มน้ำลายมีแหล่งอื่นต่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าพันธุกรรมหรือความแตกต่างของวิถีชีวิตร่วมชุมชนปาก microbiome แตกต่างกัน ในที่สุด มีแบคทีเรียเหลือในหมักเรือหรือใช้ในเครื่องมือที่ใช้ในการทำการคลุกเคล้าอาจเป็นวัฒนธรรมเริ่มต้นสำหรับแต่ละชุดใหม่แม้ว่าในขอบเขตของบทความนี้ จะดึงดูดแบคทีเรียแตกต่างกันที่การคาดการณ์ชุมชนอาจต้องรักษาเวลา และที่การรวมกันของปัจจัยเหล่านี้แนะนำตัวอย่างของ domestication จุลินทรีย์กระบวนการสามเหล่านี้ เลือกบุคคล mediated ระยะจำกัด dispersal และผลต่างแบบเฟ้นสุ่มช่วยอธิบายการเปลี่ยนแปลงชุมชนเหลวแบคทีเรียเราสังเกตใน chicha ถ้าแบคทีเรียเฉพาะชุมชนเดียวกันช่วงเวลา นี้จะระบุว่า ในความสับสนอลหม่านต่ออาจมีเครื่องเล่นในความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการ co กับมนุษย์และสิ่งแวดล้อมจุลินทรีย์ (Fig. 5), แต่ทำงานในอนาคตด้วยขนาดตัวอย่างสูงเป็นสิ่งจำเป็นการสำรวจความคิดเหล่านี้ในเชิงลึกมากขึ้น
การแปล กรุณารอสักครู่..
