兩篇蠑螈皮膚微生物相的研究



微生物相在這幾年成為生物學界相當熱門的話題。很多的研究發現人體皮膚跟腸道裡的微生物對於人體的健康影響巨大。他們不僅僅影響他們所在的組織,更能夠通過分泌的代謝產物以及調控因子影響人的腦部運作進而改變人的行為。這幾年有一個令人感到興奮的研究顯示自閉症可能與腸道微生物相有關,自閉症的情況可以經由改變飲食的方式得到改善。

除了腸道之外,另外一個微生物聚集的地方當然就是皮膚了。科學家很早就知道皮膚上的微生物跟人體的疾病互相影響,例如愛滋病晚期的黴菌感染。對於兩棲類來說,皮膚上的微生物相比起其他脊椎動物來說可能更為重要。因為兩棲類的皮膚參與呼吸作用,不像魚類或是爬蟲類有堅硬的鱗片保護身體並且避免水分散失,相反地卻是由皮膚裡的線體分泌出大量黏稠的液體來保持身體的濕潤。在兩棲類的保育上,了解兩棲類皮膚上的微生物相更是當務之急,藉由皮膚感染的蛙弧菌 (Batrachochytrium dendrobatidis以及最近發現的蠑螈弧菌(Batrachochytrium salamandrivorans)造成大量的兩棲類死亡,導致多種兩棲類絕種。不同的微生物之間往往能夠互相制衡,如果能夠找到特定的微生物相可以預防或是減低弧菌感染,或許我們能夠避免更多的兩棲類滅絕。

在這期的微生物生態學(Microbial Ecology)中有兩篇蠑螈皮膚的微生物相的研究,其中一篇是歐洲的火蠑螈(Salamandra salamandra),使用的是比較傳統的16 sRNA分析。這一篇文章比較了火蠑螈在幾種不同的狀況下的皮膚微生物相,首先是生活史中的不同階段,蠑螈的幼生多半是完全水生,經過變態之後的成體則是陸生;此外也比較了身體不同部位皮膚上的微生物種類,特別是蠑螈頸部有特殊的腺體,專門用來分泌抵抗掠食者的毒素,作者認為附近的微生物應該和其他地方不同;最後則是環境,火蠑螈生活在清澈溪流中,但是在不來梅附近的一個族群卻生活在池塘裡,無論是族群密度,溶氧量等環境因子都不同,身上的微生物相應該也有差異。

結果並是生活史或是不同部位有些差別卻沒有很明顯的差異。比較有趣的是最後一個,比較水塘與溪流的之間的差異。按照原本的假設,應該會發現在溪流與池塘中的火蠑螈身上帶有不同的微生物但是結果出人意外,水塘跟臨近溪流屬於同樣族群的火蠑螈身上的微生物相是相同的,而與另外一群住溪流的火蠑螈身上的微生物相不同。儘管科學家無法真正確定這樣差異是因為火蠑螈基因的差別,還是因為子代體上的微生物一開始是由母親在產卵的時候帶到卵上的。但是微生物相帶有某種程度的“遺傳性”(heredity)卻是在很多不同物種中都可以觀察到的現象。

另外一篇則是則是研究的是美國大鯢(Cryptobranchus alleganiensis,用的則是次世代定序的方式,其研究則更為問題導向。眾所皆知蠑螈具有極為強大的再生能力,傷口癒合(wound healing)對他們根本就是小菜一碟。但是在奧札克(Ozark)地區的美國大鯢亞種(奧札克亞種)身上長期帶有經久不癒的慢性潰傷(chronic wound),也造成了奧札克亞種的數量減少。科學家懷疑這是因為奧札克亞種皮膚上微生物造成的,於是科學家比較了奧札克亞種與其他亞種皮膚身上的微生物相,也比較了奧札克亞種正常完整皮膚與傷口上的微生物相。他們發現奧札克亞種與其他亞種在皮膚上的微生物相卻有不同,但是比較一般皮膚與傷口之間卻沒有發現特異的差別,只有在abundance-based dissimilarity matrix的試驗中看到差異。換言之,這篇研究也沒有非黑即白的結果,還需要更多的研究才能讓我們真正了解奧札克亞種長期潰傷的成因。

Cutaneous Bacterial Communities of a Poisonous Salamander: a Perspective from Life Stages, Body Parts and Environmental Conditions.

Characterization of the Cutaneous Bacterial Communities of Two Giant Salamander Subspecies.







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