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Mikrobiom: Massenaussterben in unserem Darm

Unsere Darmflora ist auch nicht mehr das, was sie einmal war. 2000 Jahre alte menschliche Verdauungsprodukte zeigen, dass es im Gedärm einst vielfältiger zuging.
Leben im DarmLaden...

Zu den vielen Dingen, die versteinern können, zählt zum Glück auch menschlicher und tierischer Kot. Denn aus diesen Koprolithen genannten Fossilien lassen sich Rückschlüsse ziehen, was beispielsweise unsere Vorfahren vor tausenden Jahren gegessen haben und von wem die Nahrung im Darm aufgearbeitet wurde. Marsha Wibowo von der Harvard University und ihr Team konnten 1000 bis 2000 Jahre alte menschliche Ausscheidungsprodukte aus dem Südwesten der USA und Mexikos untersuchen und widmeten sich dabei vor allem dem Mikrobiom, das sich im fossilen Kot noch analysieren ließ. Diese Darmflora verglichen sich dann mit jener von heutigen Menschen, die entweder ein sehr ursprüngliches Leben als Jäger und Sammler führen oder in industrialisierten Gesellschaften zu Hause sind, wie sie in »Nature« schreiben.

Schon der Vergleich heutiger Stuhlproben von Menschen, die sich von Wild, Beeren, Nüssen und Wildpflanzen ernähren, und jenen, die vor allem prozessierte Nahrung zu sich nehmen, zeigt beträchtliche Unterschiede: Jäger und Sammler oder Nomaden weisen ein deutlich vielfältigeres Mikrobiom auf als Städter in Industriestaaten. Allerdings ist unklar, wie stark sich schon die Darmflora relativ ursprünglich lebender Völker heute von jener ihrer Vorfahren vor tausenden Jahren unterscheidet. Das lässt sich nur mit Hilfe der Koprolithen ermitteln.

Meradeth Snow von der University of Montana in Missoula rehydrierte daher winzige Stücke des fossilen Kots, um dadurch bessere Bakterienspuren gewinnen zu können. Insgesamt konnte die Gruppe knapp 500 Mikrobengenome rekonstruieren, wovon 181 tatsächlich aus dem Darm stammten. Der Rest entfiel überwiegend auf Bodenbakterien, die ihren Weg in oder an den Stuhl gefunden hatten. 158 der Genome konnten wiederum einer bestimmten Darmbakterienart zugeordnet werden, welche Wibowo und Co mit 789 Mikrobiomen heutiger Menschen verglichen.

Das Ergebnis fiel deutlich aus: Zwar glich das fossile Mikrobiom noch eher jenem heutiger Jäger und Sammler. Doch es enthielt auch 61 Genome, die bis dahin wissenschaftlich völlig unbekannt waren. Knapp 40 Prozent der damaligen Darmflora fand sich überhaupt nicht in modernen Kotproben wieder.

Andere Daten zeigen ebenfalls, dass sich in unserem Stuhl über die Jahrhunderte ein drastischer Wandel vollzogen hat. Wenig überraschend wiesen die Wissenschaftler kaum Gene nach, die mit Antibiotikaresistenzen zusammenhängen. Sie entdeckten aber auch kaum Gene für die Produktion bestimmter Proteine, die Glykane abbauen. Solche Zuckermoleküle finden sich beispielsweise in der Darmschleimhaut. Wird sie ge- oder sogar zerstört, löst dies Krankheiten mit Morbus Crohn, Zöliakie oder andere chronisch-entzündliche Darmbeschwerden aus, unter denen die Betroffenen stark leiden.

Gleichzeitig besaßen viele der fossilen Mikroben bestimmte Enzyme, mit denen sie ihr Genom leichter umbauen konnten: Sie waren also in der Lage, flexibler auf veränderte Umwelten oder Ernährungsweisen ihrer Träger zu reagieren. Obwohl wir heute auf eine größere Fülle an Nahrungsmitteln zurückgreifen können, war die Nahrung unserer Vorfahren zumindest bezogen auf das Mikrobiom vielfältiger. Im konkreten Fall aßen die Menschen in der Region neben Mais und Bohnen Kaktusfrüchte oder Heuschrecken. Insgesamt waren ihre Mahlzeiten sehr ballaststoffreich.

Angesichts der hohen Zahl an bislang unbekannten Darmbakterien vermuten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass die Menschheit einen großen Teil ihres Mikrobioms inzwischen verloren hat und sich unsere Körper daran in der Kürze der Zeit noch nicht anpassen konnten. Das könne die zunehmende Zahl an Autoimmunkrankheiten im Darm erklären helfen.

Anm. d. Red.: Die Studie wurde von einem Team um Marsha Wibowo von der Harvard University durchgeführt, nicht von Justin Sonnenburg von der Stanford University, wie ursprünglich geschrieben. Sonnenburg hat die Studie in einem zweiten Paper für »Nature« eingeordnet. Wir bitten den Fehler zu entschuldigen.

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