Jeder menschliche Körper enthält eine komplexe Gemeinschaft von Billionen Mikroorganismen, die zu Lebzeiten für Ihre Gesundheit 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.
Im Gegenzug leben die Mikroben, die hauptsächlich in Ihrem Darm konzentriert sind, in einer relativ stabilen, warmen Umgebung mit einer stetigen 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 gehen vielleicht davon aus, dass Ihre Mikroben mit Ihnen sterben – sobald Ihr Körper zusammenbricht und Ihre Mikroben in die Umwelt gespült werden, werden sie in der realen Welt nicht überleben.
In unserer kürzlich veröffentlichten Studie 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.
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Mikrobielles Leben nach dem Tod
Wenn Sie sterben, stoppt Ihr Herz die Zirkulation des Blutes, das den Sauerstoff durch Ihren Körper transportiert hat. Zellen, denen Sauerstoff entzogen ist, beginnen sich selbst zu verdauen, was als Autolyse bezeichnet wird.
Enzyme in diesen Zellen – die normalerweise Kohlenhydrate, Proteine und Fette zur Energiegewinnung oder zum Wachstum auf kontrollierte Weise verdauen – beginnen mit der Arbeit an den Membranen, Proteinen, der DNA und anderen Komponenten, aus denen die Zellen bestehen.
Die Produkte dieses Zellabbaus sind eine ausgezeichnete Nahrung für Ihre symbiotischen Bakterien, und ohne dass Ihr Immunsystem sie in Schach hält und Ihr Verdauungssystem nicht ständig mit Nahrung versorgt wird, greifen sie auf diese neue Nahrungsquelle zurück.
Darmbakterien, insbesondere eine Klasse von Mikroben genannt Clostridienverbreiten sich in Ihren Organen und verdauen 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 zum Beispiel die Fermentation. Diese erzeugen die deutlich riechende Gassignatur der 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 draußen in der Welt überleben, um einen neuen Wirt zum Besiedeln zu finden.
Wenn Sie den Kohlenstoff und die Nährstoffe Ihres Körpers nutzen, können sie ihre Zahl erhöhen. Eine größere Population bedeutet eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass zumindest einige wenige in der raueren Umgebung überleben und erfolgreich einen neuen Körper finden.
Eine mikrobielle Invasion
Wenn Sie in der Erde vergraben sind, werden Ihre Mikroben zusammen mit einer Suppe aus Zersetzungsflüssigkeiten in den Boden gespült, während Ihr Körper zerfällt. 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 geleitet 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 davon, wie viel Umweltveränderung die Mikroben erfahren und wer zuerst dort war.
Ihre Mikroben sind an die stabile, warme Umgebung in Ihrem Körper angepasst, wo sie ständig mit Nahrung versorgt werden.
Im Gegensatz dazu ist der Boden ein besonders rauer Lebensraum – es handelt sich um eine äußerst variable Umgebung mit starken chemischen und physikalischen Gradienten und großen Schwankungen bei Temperatur, Feuchtigkeit und Nährstoffen.
Darüber hinaus beherbergt der Boden bereits eine außergewöhnlich vielfältige mikrobielle Gemeinschaft voller Zersetzer, die gut an diese Umgebung angepasst sind und vermutlich jeden Neuankömmling übertreffen würden.
Unsere neueste Studie legt nahe, dass Ihre Mikroben nicht nur im Boden leben, sondern auch mit einheimischen Bodenmikroben zusammenarbeiten, um bei der Zersetzung Ihres Körpers zu helfen.
Im Labor haben wir gezeigt, dass das Mischen von Boden und Zersetzungsflüssigkeiten, die mit wirtsassoziierten Mikroben gefüllt sind, die Zersetzungsraten über die der Bodengemeinschaften allein hinaus steigerte.
Wir fanden auch heraus, dass wirtsassoziierte Mikroben den Stickstoffkreislauf steigerten. Stickstoff ist ein lebenswichtiger Nährstoff, doch 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 beim Recycling organischer Formen von Stickstoff wie Proteinen in anorganische Formen wie Ammonium und Nitrat, die Mikroben und Pflanzen nutzen können.
Unsere neuen Erkenntnisse legen nahe, dass unsere Mikroben wahrscheinlich an diesem Recyclingprozess beteiligt sind, indem sie große stickstoffhaltige Moleküle wie Proteine und Nukleinsäuren in Ammonium umwandeln. Nitrifizierende Mikroben im Boden können das Ammonium dann in Nitrat umwandeln.
Nächste Generation des Lebens
Die Wiederverwertung von Nährstoffen aus Detritus oder unbelebter organischer Substanz ist ein zentraler Prozess in allen Ökosystemen. In terrestrischen Ökosystemen fördert die Zersetzung toter Tiere oder Aas die Artenvielfalt und ist ein wichtiges Glied in Nahrungsnetzen.
Lebende Tiere sind ein Flaschenhals für die Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe eines Ökosystems. Sie sammeln im Laufe ihres Lebens langsam Nährstoffe und Kohlenstoff aus großen Teilen der Landschaft an und lagern diese dann auf einmal an einer kleinen, lokalisierten Stelle ab, wenn sie sterben.
Ein totes Tier kann ein ganzes Nahrungsnetz aus Mikroben, Bodentieren und Arthropoden stützen, die sich von Kadavern ernähren. Insekten- und Tierfresser tragen zur weiteren Umverteilung der Nährstoffe im Ökosystem bei.
Zersetzermikroben wandeln die konzentrierten Pools nährstoffreicher organischer Moleküle aus unserem Körper in kleinere, bioverfügbarere Formen um, die andere Organismen zur Unterstützung neuen Lebens nutzen können.
Es ist nicht ungewöhnlich, dass Pflanzen in der Nähe eines verwesenden Tieres gedeihen, ein sichtbarer Beweis dafür, dass Nährstoffe im Körper wieder in das Ökosystem zurückgeführt werden.
Dass unsere eigenen Mikroben in diesem Kreislauf eine wichtige Rolle spielen, ist eine mikroskopische Art und Weise, wie wir nach dem Tod weiterleben.
Jennifer DeBruyn, Professorin für Umweltmikrobiologie, University of Tennessee
Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.