Новини науки

Тіло кожної людини містить складну спільноту трильйонів мікроорганізмів, які важливі для здоров’я, поки людина жива. Ці мікробні симбіонти допомагають перетравлювати їжу, виробляти необхідні вітаміни, захищати організм від інфекції та виконувати багато інших важливих функцій.

У свою чергу, мікроби, які здебільшого зосереджені у людському кишечнику, живуть у відносно стабільному теплому середовищі з постійним надходженням їжі. Але що відбувається з цими симбіотичними союзниками після біологічної смерті тіла? Ось, що про це говорить Дженніфер Де Брейн, професор мікробіології навколишнього середовища, Університет Теннессі:

“Як екологічний мікробіолог, який вивчає некробіом – мікроби, які живуть у тілі, що розкладається, на ньому та навколо нього – мені було цікаво про нашу посмертну мікробну спадщину.

Ви можете припустити, що ваші мікроби гинуть разом з вами – коли ваше тіло руйнується і ваші мікроби потрапляють у навколишнє середовище, вони не виживуть у реальному світі. У нашому нещодавно опублікованому дослідженні ми з моєю дослідницькою групою ділимося доказами того, що ваші мікроби не тільки продовжують жити після вашої смерті, але й відіграють важливу роль у переробці вашого тіла, щоб нове життя могло процвітати.

Коли ви помрете, ваше серце припиняє циркулювати кров, яка розносить кисень по всьому тілу. Клітини, позбавлені кисню, починають перетравлювати себе в процесі, який називається автолізом.

Ферменти в цих клітинах, які зазвичай контрольовано перетравлюють вуглеводи, білки та жири для отримання енергії або росту, починають впливати на мембрани, білки, ДНК та інші компоненти, що утворюють клітини.

Продукти цього клітинного розпаду є чудовою їжею для ваших симбіотичних бактерій, і без вашої імунної системи, яка їх контролює, і постійного надходження їжі з вашої травної системи, вони звертаються до цього нового джерела живлення. Кишкові бактерії, особливо клас мікробів під назвою Clostridia, поширюються вашими органами та перетравлюють вас зсередини в процесі, який називається гниттям.

Без кисню в організмі ваші анаеробні бактерії покладаються на процеси виробництва енергії, які не потребують кисню, наприклад на бродіння. Вони створюють ознаки розкладання виразно пахучих газів.

З еволюційної точки зору логічно, що ваші мікроби еволюціонували, щоб адаптуватися до тіла, що вмирає. Подібно до щурів на тонучому кораблі, вашим бактеріям незабаром доведеться покинути свого господаря та вижити у світі достатньо довго, щоб знайти нового господаря для колонізації.

Використання вуглецю та поживних речовин вашого тіла дозволяє збільшити їхню кількість. Більша популяція означає більшу ймовірність того, що принаймні кілька виживуть у суворішому середовищі та успішно знайдуть нове тіло”.

Мікробна інвазія

“Якщо ви поховані в землі, ваші мікроби змиваються в ґрунт разом із рідиною розкладання, коли ваше тіло руйнується. Вони потрапляють у абсолютно нове середовище та стикаються з цілою новою спільнотою мікробів у ґрунті. У природі часто відбувається змішування або злиття двох різних мікробних спільнот. Злиття відбувається, коли коріння двох рослин зростаються разом, коли стічні води зливаються в річку або навіть коли двоє людей цілуються.

Результат змішування – яке співтовариство домінує та які мікроби є активними – залежить від кількох факторів, наприклад, від того, скільки змін у навколишньому середовищі зазнають мікроби та хто був там першим.

Ваші мікроби пристосовані до стабільного теплого середовища у вашому тілі, де вони отримують постійне харчування. Навпаки, ґрунт є особливо суворим місцем для життя – це дуже мінливе середовище з різкими хімічними та фізичними градієнтами та великими коливаннями температури, вологи та поживних речовин.

Крім того, у ґрунті вже живе надзвичайно різноманітне мікробне співтовариство, повне розкладачів, які добре пристосовані до цього середовища та, імовірно, випереджають будь-яких новачків. Легко припустити, що ваші мікроби загинуть, коли вони вийдуть за межі вашого тіла. Однак попередні дослідження моєї дослідницької групи показали, що сигнатури ДНК асоційованих із хазяїном мікробів можна виявити в ґрунті під тілом, що розкладається, на поверхні ґрунту та в могилах протягом місяців або років після того, як м’які тканини тіла розкладаються.

Це підняло питання про те, чи ці мікроби все ще живі та активні, чи вони просто перебувають у стані спокою в очікуванні наступного господаря. Наше останнє дослідження свідчить про те, що ці мікроби не лише живуть у ґрунті, але й співпрацюють із місцевими ґрунтовими мікробами, допомагаючи розкладати ваше тіло.

У лабораторії ми показали, що змішування ґрунту та рідин розкладання, наповнених мікробами, асоційованими з хазяїном, підвищує швидкість розкладання.

Ми також виявили, що асоційовані з хазяїном мікроби посилюють кругообіг азоту. Азот є важливою поживною речовиною для життя, але більша частина азоту на Землі міститься в атмосферному газі, який організми не можуть використовувати.

Розкладачі відіграють важливу роль у переробці органічних форм азоту, таких як білки, у неорганічні форми, такі як амоній та нітрат, які можуть використовувати мікроби та рослини.

Наші нові відкриття показують, що наші мікроби, ймовірно, відіграють певну роль у цьому процесі переробки, перетворюючи великі азотовмісні молекули, такі як білки та нуклеїнові кислоти, на амоній. Нітрифікуючі мікроби в ґрунті можуть потім перетворити амоній на нітрат”.

Наступне покоління життя

"Переробка поживних речовин із детриту, або неживої органічної речовини, є основним процесом у всіх екосистемах. У наземних екосистемах розкладання мертвих тварин або падла живить біорізноманіття та є важливою ланкою в харчових мережах.

Живі тварини є вузьким місцем для циклів вуглецю та поживних речовин в екосистемі. Вони повільно накопичують поживні речовини та вуглець із великих ділянок ландшафту протягом свого життя, а потім відкладають усе це одразу в невеликій локалізованій точці, коли гинуть.

Одна мертва тварина може підтримувати цілу харчову мережу мікробів, ґрунтової фауни та членистоногих, які заробляють на життя трупами. Комахи та тварини-падальщики допомагають далі перерозподіляти поживні речовини в екосистемі. Мікроби-розкладачі перетворюють багаті на поживні речовини органічні молекули з нашого тіла на менші, більш біодоступні форми, які інші організми можуть використовувати для підтримки нового життя.

Нерідко можна побачити рослинне життя, яке процвітає біля тварини, що розкладається, що є очевидним доказом того, що поживні речовини в організмі переробляються назад в екосистему. Те, що наші власні мікроби відіграють важливу роль у цьому циклі, є одним із мікроскопічних способів життя після смерті".