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Il microbiota intestinale può regolare diverse risposte all’ambiente esterno, modulando per esempio la digestione, la funzione immunitaria e il metabolismo.

Cosa aggiunge questa ricerca
Per indagare se il microbiota intestinale possa influenzare anche la tolleranza al caldo e al freddo, i ricercatori hanno analizzato i girini, lo stadio larvale nel ciclo di vita di un anfibio. Se esposti a temperature alte, i girini privi di microbiota intestinale hanno una probabilità cinque volte maggiore di morire rispetto ai girini con microbiota “sano”. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che gli animali germ-free hanno un metabolismo alterato e una ridotta attività di due proteine ​​che aiutano a trasformare il cibo in energia.

Conclusioni
I risultati evidenziano il legame tra i microbi intestinali dei vertebrati a sangue freddo e la tolleranza degli animali al calore, un fattore che dovrebbe essere preso in considerazione per prevedere la risposta degli animali ai cambiamenti climatici.

Il riscaldamento globale minaccia la sopravvivenza degli anfibi e di altri animali a sangue freddo, la cui temperatura corporea varia con quella dell’ambiente. Un gruppo di ricercatori ha recentemente scoperto che i microbi intestinali possono aiutare le rane a far fronte alle alte temperature.

I risultati, pubblicati su Nature Ecology and Evolution, evidenziano il legame tra i microbi intestinali dei vertebrati a sangue freddo e la tolleranza degli animali al caldo e al freddo. Potrebbe essere quindi importante tenere conto del microbiota intestinale per prevedere la risposta degli animali ai cambiamenti climatici.

Regolazione della temperatura in anfibi e rettili

A differenza dei mammiferi, gli anfibi, i rettili e altri animali a sangue freddo non possono regolare la propria temperatura interna; ecco perché uno spostamento della temperatura anche solo di pochi gradi può fare una grande differenza per loro. 

In effetti, alcuni studi condotti a livello mondiale hanno mostrato un calo delle popolazioni di diversi vertebrati a sangue freddo a causa del riscaldamento globale.

«Recentemente è emerso che il microbiota rappresenta uno dei fattori che regola le risposte degli animali all’ambiente esterno», affermano i ricercatori. 

«Le interazioni tra ospiti e microrganismi sono bidirezionali, con le comunità microbiche che da una parte sono modellate da fattori dell’ospite, come il sistema immunitario e la genetica, e dall’altra influiscono sulla fisiologia dell’ospite (ad esempio, sulla digestione e sulla funzione immunitaria) e sull’espressione genica».

I ricercatori, guidati da Samantha Fontaine della University of Pittsburgh, hanno quindi deciso di indagare se il microbiota potesse influenzare anche la tolleranza dell’ospite al caldo e al freddo mediante esperimenti sui girini, lo stadio larvale nel ciclo di vita di un anfibio.

Riscaldamento globale e microbiota

I ricercatori hanno utilizzato girini della rana verde americana (Lithobates clamitans) che sono stati allevati in laboratorio in acqua a tre temperature: 14 °C, 22 °C e 28 °C. 

La metà dei girini è stata allevata nell’acqua di uno stagno, che è naturalmente ricca di microbi, mentre l’altra metà nell’acqua di uno stagno trattata con calore e pressione per uccidere la maggior parte dei microbi.

Il microbiota intestinale dei girini è risultato dominato da Firmicutes e Proteobacteria, ma gli animali cresciuti in acqua priva di germi presentavano un minor numero di specie batteriche a livello intestinale. In particolare, avevano livelli più bassi di Dependentiae e Plantomycetes, che sono comuni agli habitat acquatici e terrestri.

I girini allevati in assenza di microbi erano in grado di tollerare temperature più basse, ma se esposti a temperature più elevate per periodi di tempo più lunghi, avevano una probabilità cinque volte maggiore di morire rispetto ai girini allevati nell’acqua dello stagno. 

Questi ultimi, anche a una temperatura di 14 °C, hanno reagito meglio a lungo termine.

Metabolismo microbico alterato

Successivamente, il team ha indagato come i microbi intestinali possano aiutare i girini a gestire le alte temperature. Gli animali allevati in acqua priva di germi avevano un metabolismo alterato e una ridotta attività di due proteine ​​che aiutano a trasformare il cibo in energia, che secondo i ricercatori può essere associata alla minore tolleranza al calore osservata in questi animali.

«Si tratta del primo studio in grado di mostrare negli anfibi una connessione tra la tolleranza al calore e i batteri intestinali. Tuttavia, sono necessari altri esperimenti per capire cosa accade in natura», afferma Samantha Fontaine. 

I risultati ottenuti potrebbero aprire la strada a nuovi approcci per garantire la sopravvivenza degli animali minacciati dal riscaldamento globale. 

«L’idea di utilizzare i probiotici è davvero innovativa in questo campo: l’identificazione e la somministrazione di microbi realmente in grado di influire sulla tolleranza alle alte temperature potrebbe aiutare questi animali a resistere ai cambiamenti climatici», conclude la ricercatrice.