Filossimbiose: Relações e Efeitos Funcionais de Comunidades Microbianas ao Longo da História Evolutiva do Hospedeiro

A filossimbiose foi recentemente proposta para descrever o padrão eco-evolutivo, onde a relação ecológica das comunidades microbianas associadas ao hospedeiro paralela a filogenia das espécies de hospedeiros relacionadas. Aqui, testamos a prevalência da filossimbiose e sua significância funcional em condições altamente controladas, caracterizando a microbiota de 24 espécies animais de quatro grupos diferentes (ratos-de-campanha Peromyscus, moscas Drosophila, mosquitos e vespas Nasonia), e reavaliamos as relações filossimbióticas de sete espécies de hominídeos selvagens. Demonstramos três descobertas-chave. Primeiro, a variação da microbiota intraespecífica é consistentemente menor que a variação da microbiota interespecífica, e modelos baseados na microbiota preveem a origem das espécies hospedeiras com alta precisão em todo o conjunto de dados. Curiosamente, a idade da divergência do clado hospedeiro associa-se positivamente com o grau de distintividade da comunidade microbiana entre espécies dentro dos clados hospedeiros, abrangendo eventos recentes de especiação hospedeira (~1 milhão de anos atrás) a gêneros de hospedeiros mais distantes (~108 milhões de anos atrás). Segundo, análises de congruência topológica da filogenia completa de cada grupo e do dendrograma de microbiota revelam graus significativos de filossimbiose, independentemente da idade ou taxonomia do clado hospedeiro. Terceiro, consistente com a seleção nas interações hospedeiro-microbiota que impulsionam a filossimbiose, há reduções na sobrevivência e performance quando transplantes de microbiota interespecífica são realizados entre pares de espécies de hospedeiros estreitamente relacionados e divergentes. No geral, essas descobertas indicam que a composição e os efeitos funcionais da comunidade microbiana de um animal podem estar intimamente relacionados com a evolução do hospedeiro, mesmo ao longo de escalas de tempo amplas e diversos sistemas animais criados em condições controladas.