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Insektenforschung : Verdauen ohne Untermieter

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Ob nimmersatt oder nicht: Raupen werden auch ohne Darmflora glücklich. Bild: dpa

Nichts geht über eine gesunde Darmflora. Doch von ihrer heilenden Kraft sind längst nicht alle Lebewesen betroffen: Viele Insekten haben gar kein Mikrobiom – und leiden trotzdem keinen Mangel.

          Der Darmflora wird derzeit allerhand zugetraut. Etliche Zivilisationskrankheiten sollen durch Missstände in den mikrobiellen Lebensgemeinschaften verursacht werden. Am Pranger stehen Krankheiten wie Diabetes, Übergewicht, Allergien und das Reizdarmsyndrom. Einer vermeintlich gesunden Darmflora wird hingegen eine geradezu heilbringende Wirkung zugeschrieben. In diesen allgemeinen Hype sind nun eine Reihe von Veröffentlichungen geplatzt, die zeigen, dass nicht jedes Lebewesen eine Darmflora besitzt. Viele Insekten verfügen über gar kein Mikrobiom und leiden trotzdem keinen Mangel. Auch einige Wirbeltiere scheinen bei ihrer Verdauung nicht auf die Unterstützung von Bakterien und Pilzen angewiesen zu sein. Das Mikrobiom ist offenbar weit weniger zwingend und allgegenwärtig als bisher angenommen.

          Eine der Veröffentlichungen stammt von Forschern um Tobin Hammer von der University of Colorado in Boulder. Er und seine Kollegen haben 124 verschiedene Arten wildlebender, pflanzenfressender Schmetterlingsraupen untersucht. Gesammelt wurden die Tiere in den Vereinigten Staaten und in Costa Rica. Keine dieser Arten besaß eine eigene Darmflora. Was sich an Bakterien und Pilzen im Darm der Tiere finden ließ, war ganz offensichtlich durch die Blattmahlzeiten dorthin gelangt. Es handelte sich bei diesen Mikroorganismen um ein Sammelsurium an Bakterien und Pilzen, die keiner Systematik folgten und die allem Anschein nach auch nicht lebend im Darm angekommen waren. Außerdem hatten die Raupen, die das Gleiche gefressen hatten, auch die gleichen Bakterien und Pilze im Darm.

          Die Daten rütteln am Dogma vom allgegenwärtigen Mikrobiom

          Die Forscher um Hammer sind von diesen Befunden überrascht worden. Raupen bilden mit ihren 180.000 bekannten Arten eine der größten Gruppen an Pflanzenfressern auf der Erde. Pflanzenfresser haben normalerweise ein diverses und komplexes Mikrobiom, das ihnen beim Zerlegen der pflanzlichen Zellwand hilft. Bei den Raupen ist das offensichtlich nicht der Fall. Das zeigen auch die Fütterungsversuche der Forscher um Hammer. Raupen des Tabakschwärmers, die mit großen Mengen an Antibiotika aufgezogen worden waren, unterschieden sich in keinerlei Hinsicht von den Raupen, die nie mit einem Antibiotikum in Berührung gekommen waren. Die Wissenschaftler vermuten, dass das basische Milieu im Darm der Tiere, die einfache Gestalt ihres Verdauungstrakts und die kurzen Verdauungszeiten die Entstehung einer stabilen mikrobiellen Lebensgemeinschaft verhindern.

          Hammer sagte der Zeitschrift „Nature“ gegenüber, dass es allerdings schwierig gewesen sei, diese Ergebnisse zu publizieren. Negative Resultate seien ohnehin schwerer zu veröffentlichen, besonders solche, die nicht ins gängige Bild passten. Hammer rüttelt mit seinen Daten am Dogma vom mächtigen und allgegenwärtigen Mikrobiom. Er hat seine Ergebnisse über das öffentliche Portal „bioRxiv“ publiziert, nicht in einem der üblichen Journale.

          Vorschnelle Schlussfolgerungen aus der Mikrobiom-Forschung

          Der Insektenforscher verweist auch auf die wachsende Zahl weiterer Lebewesen, die über kein Mikrobiom verfügen. Dazu gehören unter anderem Stabheuschrecken, Aasfliegen, Blattkäfer-Larven, Saitenwürmer, Ameisen und Blattwespen. Kein Mikrobiom wurde auch bei der Ringelgans und der kleinen braunen Fledermaus gefunden. Hammers Veröffentlichung passt auch zu der wachsenden Kritik an manchen überzogenen und vorschnellen Schlussfolgerungen der Mikrobiom-Forschung. Die tatsächlichen Kräfteverhältnisse in den mikrobiellen Lebensgemeinschaften sind nur schwer zu messen. Dabei kommt es gerade auf diese Kräfteverhältnisse an. Bei der Inventur ist oft auch nicht klar, welche Organismen tatsächlich zu einem stabilen Mikrobiom gehören und welche nur zufällig mit der Nahrung in den Darm gelangt sind.

          Wie kommen die Lebewesen nun ohne Mikrobiom zurecht? Offenbar recht gut. Matan Shelomi von der University of California in Davis und seine Kollegen konnten zeigen, dass Stabheuschrecken pflanzliches Pektin durch ein Enzym zerlegen, das sie während der Evolution bei einem Bakterium entwendet und in ihr Erbgut integriert haben. Vielleicht sind Raubzüge eine Alternative zu Lebensgemeinschaften.

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