Taiteilijan näkemys elämästä meren ja maan rajalla 335 miljoonaa vuotta sitten. Tämä taksi kuljetti bakteeritkin maalle. Kuva: Mark Witton
Taiteilijan näkemys elämästä meren ja maan rajalla 335 miljoonaa vuotta sitten. Tämä taksi kuljetti bakteeritkin maalle. Kuva: Mark Witton

Vakavia sairaalainfektioita aiheuttavia enterokokkibakteereita elää lähes kaikkien maaeläinten suolistossa.

Kun elämä alkoi levittäytyä merestä maalle yli 450 miljoonaa vuotta sitten, se toi mukanaan ikävän seuralaisen: enterokokkibakteerit.

Enterokokit ovat hyvin yleisiä, käytännössä kaikkien maaeläinten suolistossa eläviä bakteereja. Osa niistä on kehittynyt vastustuskykyisiksi antibiooteille ja aiheuttaa vaarallisia sairaalainfektioita.

Yhdysvaltalaisen Massachusettsin silmä- ja korvasairaalan sekä Harvardin ja MIT:n yhteisen Broad-instituutin tutkijat ovat penkoneet enterokokkien perimää ja evoluutiohistoriaa.

Kun monisoluinen elämä kehittyi yksinkertaisten mikrobien hallitsemassa valtameressä, bakteerit sopeutuivat elämään monimutkaisempien eliöiden sisällä ja ympärillä. Noin 542 miljoonaa vuotta sitten alkanut kambrikauden suuri lajiräjähdys tuotti yhä monimuotoisempaa elämää, ja kun lopulta elämä kömpi maalle, bakteerit seurasivat mukana.

Suolistobakteerin näkökulmasta maaelämä on kuitenkin vaarallista. Meressä eläinten ulostamat bakteerit päätyvät merenpohjan sedimenttiin ja pysyvät ravintoketjussa, kun pohjan eläimet syövät tätä mikrobimassaa ja tulevat vuorostaan itse kalojen syömäksi. Yhdessä pisarassa merivettä on noin 5 000 enimmäkseen harmitonta bakteeria.

Maalla bakteerit kuitenkin tipahtavat eläimen ulosteen mukana maahan ja kuivuvat kuoliaiksi. Vaan eivät enterokokit. Ne kestivät nälkää ja kuivuutta ja ovat myöhemmin kehittyneet yhä sitkeämmiksi.

”Tiedämme nyt, mitä geenejä enterokokit saivat satoja miljoonia vuosia sitten, kun ne kehittyivät sietämään kuivuutta ja myöhemmin antibiootteja, jotka hyökkäävät niiden soluseinämiin”, kertoo tutkimusta johtanut tohtori Michael Gilmore, Harvardin yliopiston tarttuvien tautien instituutin päällikkö.

Tutkijat huomasivat, että kaikki enterokokkilajit, myös ne, joita ei sairaaloista tavata, ovat luonnostaan vastustuskykyisiä kuivuudelle, desinfiointiaineille ja tietyille antibiooteille.

Tutkijat olettivat, että koska enterokokkeja elää nykyään käytännössä kaikkien maaeläinten suolistossa, bakteerien on täytynyt elää myös jo sukupuuttoon kuolleiden lajien, kuten dinosaurusten, sisällä. Bakteerien perimän vertailu osoitti, että asia on näin.

Tutkijat huomasivat, että uusia bakteerilajeja kehittyi samassa tahdissa uusien eläinlajien kanssa. Kun permikauden joukkotuho ajoi valtaosan eläinlajeista sukupuuttoon 250 miljoonaa vuotta sitten, uusia eläimiä kehittyi tilalle – ja niiden mukana uusia enterokokkeja.

Kun bakteerin perimää ja kehitystä ymmärretään, voidaan toivon mukaan kehittää parempia antibiootteja ja desinfiointiaineita, jotka tepsisivät täsmällisesti näihin sitkeisiin mikrobeihin.

Tutkimuksen julkaisi Cell.