Host-associated gut microbiomes and resistomes in wild birds and sympatric Himalayan marmots from the Qinghai–Tibet Plateau

العالم الخفي داخل الحيوانات هو مدينة صاخبة من الحياة المجهرية، تعج بالبكتيريا التي تساعد في هضم الطعام وتحافظ على صحة المضيف. لكن هذه السكان الصغار أنفسهم يحملون شحنة خفية: جينات تسمح لهم بالبقاء على قيد الحياة رغم المضادات الحيوية. هذه التعليمات الخاصة بالبقاء، المعروفة باسم جينات مقاومة المضادات الحيوية، تشكل تهديداً عالمياً متزايداً. فعندما تتعلم البكتيريا تجاهل الأدوية التي يستخدمها الأطباء لعلاج العدوى، تتوقف تلك الأدوية عن العمل. وبينما ركز الكثير من الاهتمام على كيفية نشر المزارع والمستشفيات لهذه الجينات المقاومة، يتطلع العلماء بشكل متزايد إلى البرية. فالحيوانات التي تتجول بحرية، وخاصة الطيور التي تسافر لمسافات شاسعة، يمكن أن تعمل كجسور متحركة، تحمل هذه الجينات المقاومة من مكان إلى آخر، مما قد يربط الأنظمة البيئية النائية بالمجتمعات البشرية.

على الامتداد الشاسع والرياح العاتية لهضبة تشينغهاي-التبت، انطلق فريق من الباحثين لرسم خريطة لهذا المشهد الخفي. لقد ركزوا على ستة أنواع مختلفة من الطيور البرية التي تعيش في هذه البيئة القاسية ذات الارتفاع العالي، جنباً إلى جنب مع مرموط الهيمالايا، وهو قارض كبير يشاركها المنطقة. كان الهدف هو معرفة نوع البكتيريا التي تعيش في أمعائهاها، والأهم من ذلك، ما هي جينات مقاومة المضادات الحيوية التي تحملها تلك البكتيريا. جمع العلماء فضلات طازجة من الطيور، وبالنسبة لحيوانات المرموط، جمعوا محتويات الأمعاء بعد قتل الحيوانات رحيماً كجزء من جهد أوسع لمراقبة الأمراض. ثم استخدموا تقنية التسلسل المتقدمة لقراءة الشفرة الوراثية لكل ميكروب في العينات، مما خلق جردًا مفصلاً للمجتمعات الميكروبية وقدراتها على المقاومة.

ما وجدوه كان صورة معقدة من التنوع. كانت بكتيريا الأمعاء لدى الطيور تهيمن عليها أربع مجموعات رئيسية، لكن الخليط المحدد اختلف اختلافاً كبيراً من نوع طائر إلى آخر. فبعض الطيور كانت موطناً لبكتيريا تزدهر في التربة، بينما استضافت طيور أخرى أنواعاً مختلفة تماماً. ورغم هذه الاختلافات في "من" يعيش هناك، إلا أن الطيور تشاركت مجموعة مشتركة من جينات المقاومة. حدد الباحثون 130 نوعاً متميزاً من جينات المقاومة عبر مجتمعات الطيور. وشملت هذه الدفاعات ضد بعض أهم الأدوية المستخدمة في صحة الإنسان، مثل تلك التي تحارب الالتهابات الشائعة مثل الالتهاب الرئوي ومشاكل المسالك البولية. والأهم من ذلك، وجدوا جينات تحمي من الكولستين، وهو عقار يُستخدم غالباً كملجأ أخير عندما تفشل المضادات الحيوية الأخرى. يشير هذا إلى أنه حتى في برية نائية ومرتفعة، فقد تركت ضغوط استخدام المضادات الحيوية في مكان آخر بصمة جينية على هذه الحيوانات البرية.

كشفت الدراسة أيضاً عن انفصال مفاجئ بين عدد البكتيريا الموجودة وكمية المقاومة التي تحملها. ففي بعض مجموعات الطيور، شكل نوع معين من البكتيريا جزءاً ضئيلاً فقط من إجمالي السكان، لكنه كان مسؤولاً عن حصة كبيرة من جينات المقاومة. الأمر أشبه بأن حياً صغيراً وهادئاً في مدينة ما يحتضن غالبية أخطر الأسلحة في المدينة، بينما يمتلك وسط المدينة الصاخب عدداً قلي الإ من تلك الأسلحة. وهذا يعني أن مجرد عد كم عدد كل نوع من البكتيريا لا يخبر القصة كاملة؛ فبعض الميكروبات النادرة هي مستودعات مهمة بشكل غير متناسب للمقاومة.

وعندما قارن الباحثون بين الطيور والمرموط الذي يعيش بجانبها مباشرة، كانت الاختلافات صارخة. فبينما أظهرت الطيور تنوعاً واسعاً في المجتمعات البكتيرية وأنماط المقاومة، كان المرموط أكثر تجانساً. ففي المرموط، هيمنت مجموعة واحدة محددة من البكتيريا على ملف المقاومة، حاملةً الغالبية العظمى من الجينات الموجودة في أمعائها. يشير هذا إلى أن الحيوان المضيف نفسه يلعب دوراً قوياً في تشكيل أي جينات المقاومة تنجو وتزدهر. وقد تشاركت الطيور والمرموط بعض جينات المقاومة نفسها، رب الله لأنهم يشربون من مصادر المياه نفسها ويعيشون في نفس الجحور أو مناطق التعشيش. ومع ذلك، بدت الطيور وكأنها تحمل مجموعة أكثر تنوعاً ووفرة من هذه الجينات، ربما لأن قدرتها على الطيران تسمح لها بالتقاط جينات المقاومة من أماكن مختلفة وإحضارها إلى الهضبة.

تسلط النتائج الضوء على أن هضبة تشينغهاي-التبت ليست ملاذاً معزولاً خالياً من آثار النشاط البشري. إن وجود جينات المقاومة هذه في الحياة البرية يشير إلى أن انتشار مقاومة المضادات الحيوية هو ظاهرة عالمية، تصل حتى إلى الأنظمة البيئية الأكثر ارتفاعاً ونأياً. وتبدو الطيور، بمسارات هجرتها الطويلة وأنظمتها الغذائية المتنوعة، لاعبين رئيسيين في نقل هذه الجينات، حيث تعمل كشبكة تربط البيئات البعيدة. أما المرموط، رغم كونه أقل تنوعاً في ملف المقاومة الخاص به، فهو يعمل أيضاً كمستودع، يحتفظ بأنواع محددة من المقاومة التي يمكن أن تنتقل إلى حيوانات أخرى أو بشر.

لا يدعي هذا البحث أن هذه الحيوانات البرية تسبب أمراضاً بشرية في الوقت الحالي، لكنه يظهر أنها تحمل "إمكانية" حدوث ذلك. تشير الدراسة إلى أن البيئة، والغذاء الذي تتناوله الحيوانات، والنوع المحدد من الحيوان، تعمل جميعها معاً لتحديد جينات المقاومة الموجودة. كما توضح أن البكتيريا الأكثر وفرة ليست دائماً هي التي تحمل أكثر الجينات خطورة. وبينما يستمر العالم في استخدام المضادات الحيوية، فمن المرجح أن تستمر هذه المجموعات البرية في العمل كمرآة وناقل في آن واحد، تعكس ضغوط الطب البشري وتنشر عواقبها المحتملة بعيداً عن المزارع والمستشفيات حيث تُستخدم العقاقير. وتخلص الدراسة إلى أن فهم هذه المستودعات البرية أمر ضروري لتتبع انتشار المقاومة وحماية الصحة العامة في المستقبل.