РАЗВИТИЕ МИКРОБИОТЫ КИШЕЧНИКА У ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Предопределенность является сильным фактором, определяющим структуру микробного сообщества ЖКТ животных, поскольку существует сильный отбор по рациону, анатомии и физико-химическим условиям кишечника. Однако, случайности также влияют на состав микробиоты ЖКТ, что может иметь долгосрочные последствия для жвачных животных в плане эволюции конкретной популяции.

Функциональные популяции, а также таксоны, присутствующие в рубце взрослых, появляются очень рано - в первые часы после рождения. И затем прогрессируют в определенной последовательности. В нескольких исследованиях отслеживалось формирование бактериального сообщества рубца у телят от рождения до отъема с использованием высокопроизводительного секвенирования и ПЦР. Они показывают, что в первые дни жизни в составе бактериального сообщества рубца происходят быстрые изменения. Proteobacteria и последовательности, связанные со Streptococcus, пропорционально распространены у телят в возрасте 1–3 дней и быстро заменяются строго анаэробными бактериальными таксонами.

Затем Proteobacteria постепенно заменяются Bacteroidetes по мере роста животного, Firmicutes присутствуют с раннего до зрелого возраста. Эти результаты согласуются с ранними исследованиями, сообщающими о том, что аэробные и факультативные анаэробные бактерии устанавливаются первыми. Тем не менее строгие анаэробы, которые важны для функционирования в зрелом рубце, такие как целлюлозолитические бактерии и метаногенные археи, уже присутствуют в рубце через 1 или 2 дня после рождения. Метаногенные археи можно подсчитать в незрелом рубце ягнят на 2–4 дня, задолго до потребления твердого корма, и через две недели их концентрация эквивалентна той, что обнаружена у взрослых животных.

Малочисленная, но разнообразная популяция метаногенов (преимущественно Methanobrevibacter spp.) была идентифицирована с помощью молекулярных методов у ягнят, помещенных в стерильные изоляторы, через 17 часов после рождения. Недавнее исследование на козлятах также показало, что активные метаногены колонизировали рубец в первый день жизни. Основными представителями стали Methanobrevibacter, Methanosphaera и Candidatus Methanomethylophilus. Существует четыре основных вида метаногенов, обычно встречающихся в рубце: Methanobacteriales, Methanomicrobiales, Methanosarcinales и Methanomassiliicoccales. Все они в изобилии присутствуют у телят в возрасте от 1 до 2 недель, тогда как только Methanobacteriales и Methanomassiliicoccales могут быть обнаружены в зрелом рубце. Эукариотические микроорганизмы также устанавливаются последовательно. Анаэробные грибы могут быть подсчитаны в рубце ягнят на 8–10 день после рождения. Анаэробные грибы, которые являются целлюлозолитическими, присутствуют в рубце задолго до того, как животное начнет регулярно употреблять твердые корма. Инфузории обнаруживаются в возрасте от 2 до 3 недель, причем первыми устанавливаются Entodinium (15–20 дней), затем Polyplastron, Eudiplodinium и Epidinium(20–25 дней) и, наконец, Isotricha (50 дней).

Было установлено, что в отличие от бактерий и архей, простейшие не заселяют активно ЖКТ, если новорожденных изолируют от их матерей вскоре после рождения. Кроме того, инфузорийным простейшим необходимо присутствие сложной микробиоты для колонизации. В случае сверхраннего отъема колонии простейших заселяют ЖКТ много позже, чем у животных под матерями.