Gut microbiome dynamics in primates across a tropical ecosystem

L'impatto antropico sugli ecosistemi tropicali ha portato a una significativa perdita di biodiversità e i primati non umani risultano essere ad alto rischio di estinzione. Secondo l'Unione Mondiale per la Conservazione della Natura (IUCN), quasi un terzo delle specie di primati non umani è classificato come a rischio di estinzione, e la causa principale è la perdita dell'habitat preferito e delle risorse alimentari. La perdita di habitat ha inevitabilmente influenzato la dieta e il microbiota intestinale di queste specie, portando a una perdita di biodiversità a livello microscopico. Il microbiota intestinale e la sua collezione di genomi (microbioma intestinale) svolgono un ruolo essenziale nella salute dell'ospite, svolgendo funzioni quali la digestione, la fermentazione di composti complessi, la modulazione del sistema immunitario e la difesa da agenti patogeni esterni. La disbiosi intestinale, dovuta alla perdita o all'acquisizione di nuovi microrganismi, è spesso associata a infiammazioni e malattie. Le ricerche sul microbiota intestinale di specie animali selvatiche che vivono in ambienti colpiti da attività umane (ad esempio, la deforestazione) hanno mostrato perdite di ricchezza o cambiamenti nella composizione del microbiota intestinale. Tuttavia, mancano indagini più approfondite sul significato funzionale di queste perdite e la comprensione delle dinamiche tra i microrganismi intestinali dell'ospite e quelli dell'ambiente circostante consentirebbe di chiarire l'impatto delle attività umane sulla salute dell'ospite. Utilizzando primati non umani come specie modello, questa tesi si propone di (i) descrivere l'attuale comprensione delle dinamiche dei simbionti intestinali e le loro conseguenze sulla salute dell'ospite; (ii) indagare il contributo dei fattori estrinseci e intrinseci alla variazione del microbiota intestinale; e (iii) esplorare l'impatto dei fattori estrinseci sul microbioma e le conseguenti variazioni nelle funzioni metaboliche dell'ospite. • Capitolo 1: Questa rassegna si concentra sugli studi dei microrganismi intestinali più abbondanti (batteri) insieme ad altri simbionti intestinali (funghi, archei, elminti e virus) per comprenderne le associazioni, le interazioni e gli effetti sulla salute dell'ospite. Questo capitolo passa in rassegna le attuali conoscenze sulle interazioni e le associazioni tra batteri e vari simbionti. Evidenzia come i cambiamenti di alcuni simbionti intestinali rispetto ad altri, così come le fluttuazioni tra più simbionti dovute a fattori intrinseci o estrinseci, possano avere un impatto sull'ospite. Queste interazioni e i loro effetti sono spesso complessi e non facilmente comprensibili. • Capitolo 2: analizza la variazione del microbiota intestinale (batteri e funghi) di una popolazione di babbuini gialli (Papio cynocephalus) in relazione al tipo di habitat (fattore estrinseco) e al sesso (fattore intrinseco). Lo studio ha osservato che le variazioni del microbiota intestinale sono influenzate dal tipo di habitat e che la diversità delle comunità batteriche e fungine è potenzialmente mediata dal sesso, sottolineando l'importanza di combinare fattori biologici ed ecologici nelle analisi del microbiota. • Capitolo 3: fornisce la prima identificazione completa delle comunità batteriche e fungine nel Sanje mangabey (Cercocebus sanjei), una specie a rischio di estinzione endemica dei Monti Udzungwa. Il capitolo esplora la potenziale contaminazione dei microrganismi intestinali da parte dei microrganismi del suolo, evidenziando un significativo trasferimento delle comunità fungine saprotrofe del suolo nell'intestino. Ciò suggerisce un'associazione tra la geofagia, un comportamento di consumo del suolo osservato nel Sanje mangabey, e la sua dieta altamente frugivora. La geofagia è un comportamento adattivo che può avere varie funzioni, come quella di alleviare lo stress gastrointestinale. I nostri risultati suggeriscono che questi benefici possono essere in parte determinati dalla presenza di microrganismi nel suolo e dalla loro interazione con il microbioma intestinale. • Capitolo 4: indaga la diversità delle funzioni metaboliche dei microrganismi intestinali in due ospiti di primati non umani, il colobo rosso Udzungwa (Piliocolobus gordonorum) e i babbuini gialli, utilizzando metodi di sequenziamento estensivi (metagenomica). Lo studio ha rilevato una forte associazione tra le funzioni metaboliche osservate e le diverse diete degli ospiti. Sono state osservate differenze nelle funzioni metaboliche anche all'interno della stessa specie ospite che vive in tipi di habitat contrastanti, suggerendo che le diete specializzate possono essere maggiormente influenzate dalle differenze di habitat rispetto alle diete generaliste. Nel complesso, questa tesi fornisce una visione completa della complessità delle variazioni microbiche intestinali in termini di struttura, composizione e funzioni metaboliche. Sottolinea l'importanza di studiare queste variazioni nelle specie ospiti selvatiche, spesso minacciate dalle attività umane. Questi risultati possono migliorare la consapevolezza nel campo della conservazione e aiutare a sviluppare strategie per mitigare gli effetti del disturbo antropico.