Jeder menschliche Körper enthält eine komplexe Gemeinschaft aus Milliarden von Mikroorganismen, die für Ihre Gesundheit im Laufe Ihres Lebens wichtig sind. Diese mikrobiellen Symbionten helfen Ihnen bei der Verdauung von Nahrungsmitteln, produzieren wichtige Vitamine, schützen Sie vor Infektionen und erfüllen viele andere wichtige Funktionen. Die Mikroben wiederum, die hauptsächlich in Ihrem Darm konzentriert sind, leben in einer relativ stabilen, warmen Umgebung mit einer konstanten Nahrungsversorgung.
Aber was passiert mit diesen symbiotischen Verbündeten, nachdem Sie gestorben sind?
Als Umweltmikrobiologe, der das Nekrobiom untersucht – die Mikroben, die in, auf und um einen verwesenden Körper leben – war ich neugierig auf unser postmortales mikrobielles Erbe. Sie könnten davon ausgehen, dass Ihre Mikroben mit Ihnen sterben: Sobald Ihr Körper zusammenbricht und Ihre Mikroben in die Umwelt gelangen, werden sie in der realen Welt nicht mehr überleben.
In unserer Studie vom September 2023 teilen mein Forschungsteam und ich Beweise dafür, dass Ihre Mikroben nicht nur nach Ihrem Tod weiterleben, sondern tatsächlich eine wichtige Rolle bei der Wiederverwertung Ihres Körpers spielen, damit neues Leben gedeihen kann.
Mikrobielles Leben nach dem Tod
Wenn Sie sterben, stoppt Ihr Herz die Zirkulation des Blutes, das den Sauerstoff durch Ihren Körper transportiert. Zellen, denen der Sauerstoff entzogen ist, beginnen, sich in einem Prozess namens Autolyse selbst zu verdauen. Die Enzyme in diesen Zellen – die normalerweise Kohlenhydrate, Proteine und Fette verdauen, um auf kontrollierte Weise Energie oder Wachstum zu erzeugen – beginnen, auf die Membranen, Proteine, DNA und andere Komponenten einzuwirken, aus denen die Zellen bestehen.
Die Produkte dieses Zellabbaus bieten Ihren symbiotischen Bakterien hervorragende Nahrung, und ohne dass Ihr Immunsystem sie in Schach hält und ohne eine ständige Nahrungszufuhr aus Ihrem Verdauungssystem, greifen sie auf diese neue Nahrungsquelle zurück.
Darmbakterien, insbesondere eine Klasse von Mikroben genannt Clostridienbreitet sich in Ihren Organen aus und verdaut Sie von innen nach außen in einem Prozess, der Fäulnis genannt wird. Ohne Sauerstoff im Körper sind Ihre anaeroben Bakterien auf energieerzeugende Prozesse angewiesen, die keinen Sauerstoff benötigen, wie etwa die Fermentation. Diese erzeugen die deutliche Signatur von Geruchsgasen zur Zersetzung.
Aus evolutionärer Sicht macht es Sinn, dass Ihre Mikroben Wege entwickelt haben, sich an einen sterbenden Körper anzupassen. Wie Ratten auf einem sinkenden Schiff müssen Ihre Bakterien bald ihren Wirt verlassen und lange genug in der Welt überleben, um einen neuen Wirt zum Besiedeln zu finden. Wenn Sie den Kohlenstoff und die Nährstoffe Ihres Körpers nutzen, können Sie deren Anzahl erhöhen. Eine größere Population bedeutet eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass zumindest einige wenige in einer feindlicheren Umgebung überleben und es schaffen, einen neuen Körper zu finden.
Eine mikrobielle Invasion
Wenn Sie in der Erde vergraben sind, werden Ihre Mikroben zusammen mit einer Suppe aus Zersetzungsflüssigkeiten in den Boden freigesetzt, während sich Ihr Körper zersetzt. Sie betreten eine völlig neue Umgebung und treffen im Boden auf eine völlig neue mikrobielle Gemeinschaft.
Die Vermischung oder Verschmelzung zweier unterschiedlicher mikrobieller Gemeinschaften kommt in der Natur häufig vor. Verschmelzung entsteht, wenn die Wurzeln zweier Pflanzen zusammenwachsen, wenn Abwasser in einen Fluss eingeleitet wird oder wenn sich zwei Menschen küssen.
Das Ergebnis der Vermischung – welche Gemeinschaft dominiert und welche Mikroben aktiv sind – hängt von mehreren Faktoren ab, beispielsweise vom Ausmaß der Umweltveränderungen, denen die Mikroben ausgesetzt waren, und davon, wer zuerst dort war. Ihre Mikroben sind an die stabile, warme Umgebung Ihres Körpers angepasst, wo sie ständig mit Nahrung versorgt werden. Im Gegensatz dazu ist der Boden ein besonders schwieriger Lebensraum: Es handelt sich um eine äußerst variable Umgebung mit starken chemischen und physikalischen Gradienten und großen Schwankungen bei Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Nährstoffen. Darüber hinaus beherbergt der Boden bereits eine außergewöhnlich vielfältige mikrobielle Gemeinschaft, gefüllt mit Zersetzern, die gut an diese Umgebung angepasst sind und wahrscheinlich jeden Neuankömmling übertreffen könnten.
Es ist leicht anzunehmen, dass Ihre Mikroben absterben, sobald sie Ihren Körper verlassen. Frühere Studien meines Forschungsteams haben jedoch gezeigt, dass DNA-Signaturen von wirtsassoziierten Mikroben im Boden unter einem verwesenden Körper, auf der Bodenoberfläche und in Gräbern noch Monate bis Jahre nach der Zersetzung des Weichgewebes des Körpers nachgewiesen werden können Körper. Dies wirft die Frage auf, ob diese Mikroben noch am Leben und aktiv sind oder ob sie einfach in einem Ruhezustand sind und auf den nächsten Wirt warten.
Unsere neueste Studie legt nahe, dass Ihre Mikroben nicht nur im Boden leben, sondern auch mit einheimischen Bodenmikroben zusammenarbeiten, um den Abbau Ihres Körpers zu unterstützen. Im Labor haben wir gezeigt, dass das Mischen von Boden und Zersetzungsflüssigkeiten, die mit wirtsassoziierten Mikroben gefüllt sind, die Zersetzungsraten über die von Bodengemeinschaften allein hinaus steigert.
Wir fanden auch heraus, dass wirtsassoziierte Mikroben den Stickstoffkreislauf verbesserten. Stickstoff ist ein lebenswichtiger Nährstoff, aber der größte Teil des Stickstoffs auf der Erde ist als atmosphärisches Gas gebunden, das von Organismen nicht genutzt werden kann. Zersetzer spielen eine entscheidende Rolle bei der Wiederverwertung organischer Stickstoffformen wie Proteine in anorganische Formen wie Ammonium und Nitrat, die Mikroben und Pflanzen nutzen können.
Unsere neuen Erkenntnisse legen nahe, dass unsere Mikroben wahrscheinlich eine Rolle bei diesem Recyclingprozess spielen, indem sie große stickstoffhaltige Moleküle wie Proteine und Nukleinsäuren in Ammonium umwandeln. Im Boden vorhandene nitrifizierende Mikroben können das Ammonium dann in Nitrat umwandeln.
Die nächste Generation des Lebens
Das Recycling von Nährstoffen aus Detritus oder nicht lebender organischer Substanz ist ein wesentlicher Prozess in allen Ökosystemen. In terrestrischen Ökosystemen fördert die Zersetzung toter Tiere oder Aas die Artenvielfalt und stellt ein wichtiges Glied in Nahrungsnetzen dar.
Lebende Tiere sind ein Flaschenhals für die Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe eines Ökosystems. Sie sammeln im Laufe ihres Lebens langsam Nährstoffe und Kohlenstoff in großen Bereichen der Landschaft an und lagern sie dann alle auf einmal an einer kleinen, lokalisierten Stelle ab, wenn sie sterben. Ein totes Tier kann ein ganzes kurzlebiges Nahrungsnetz aus Mikroben, Bodentieren und Arthropoden befeuern, die sich von ihren Kadavern ernähren.
Insekten und Aasfresser tragen zur weiteren Umverteilung der Nährstoffe im gesamten Ökosystem bei. Zersetzermikroben wandeln die konzentrierten nährstoffreichen organischen Moleküle unseres Körpers in kleinere, bioverfügbarere Formen um, die andere Organismen zur Unterstützung neuen Lebens nutzen können. Es ist nicht ungewöhnlich, Pflanzen in der Nähe eines verwesenden Tieres gedeihen zu sehen, ein sichtbarer Beweis dafür, dass Nährstoffe im Körper wieder in das Ökosystem zurückgeführt werden.
Die Tatsache, dass unsere eigenen Mikroben in diesem Kreislauf eine wichtige Rolle spielen, ist eine der mikroskopischen Arten, wie wir nach dem Tod leben.
Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: Jennifer DeBruyn, Universität von Tennessee
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Jennifer DeBruyn erhält Fördermittel vom US-Landwirtschaftsministerium, der National Science Foundation, dem Justizministerium und der Defense Advanced Research Projects Agency.