Exploring the ecological implications of microbiota diversity in birds: natural barriers against avian malaria

Abstract

Natural antibodies (Abs), produced in response to bacterial gut microbiota, drive resistance to infection in vertebrates. In natural systems, gut microbiota diversity is expected to shape the spectrum of natural Abs and resistance to parasites. This hypothesis has not been empirically tested. In this ‘Hypothesis and Theory’ paper, we propose that enteric microbiota diversity shapes the immune response to the carbohydrate a-Gal and resistance to avian malaria. We further propose that anti-a-Gal Abs are transmitted from mother to eggs for early malaria protection in chicks. Microbiota modulation by anti-a-Gal Abs is also proposed as a mechanism favoring the early colonization of bacterial taxa with a1,3-galactosyltransferase (a1,3GT) activity in the bird gut. Our preliminary data shows that bacterial a1,3GT genes are widely distributed in the gut microbiome of wild and domestic birds. We also showed that experimental infection with the avian malaria parasite P. relictum induces anti-a-Gal Abs in bird sera. The bird-malaria-microbiota system allows combining field studies with infection and transmission experiments in laboratory animals to test the association between microbiota composition, anti-a-Gal Abs, and malaria infection in natural populations of wild birds. Understanding how the gut microbiome influences resistance to malaria can bring insights on how these mechanisms influence the prevalence of malaria parasites in juvenile birds and shape the host population dynamics.

Los anticuerpos naturales (Abs), producidos en respuesta a la microbiota intestinal bacteriana, impulsan resistencia a la infección en los vertebrados. En los sistemas naturales, la diversidad de la microbiota intestinal se espera que la diversidad de la microbiota intestinal configure el espectro de Abs naturales y la resistencia a los parásitos. Esta hipótesis de hipótesis no ha sido probada empíricamente. En este artículo de "Hipótesis y teoría", proponemos proponemos que la diversidad de la microbiota entérica determina la respuesta inmunitaria al carbohidrato a-Gal y la resistencia a la malaria aviar. Además, proponemos que los anti-a-Gal Abs se transmiten de la madre a los huevos para la protección temprana contra la malaria en los polluelos. Microbiota La modulación de la microbiota por los Abs anti-a-Gal también se propone como un mecanismo que favorece la de los taxones bacterianos con actividad a1,3-galactosiltransferasa (a1,3GT) en el en el intestino de las aves. Nuestros datos preliminares muestran que los genes bacterianos a1,3GT están ampliamente distribuidos en el microbioma intestinal de las aves silvestres y domésticas. También demostramos que la infección experimental También demostramos que la infección experimental con el parásito de la malaria aviar P. relictum induce la presencia de anticuerpos anti-a-Gal en el suero de las aves. El sistema pájaro-malaria-microbiota permite combinar estudios de campo con experimentos de infección y de campo con experimentos de infección y transmisión en animales de laboratorio para comprobar la asociación entre la composición de la microbiota microbiota, los Abs anti-a-Gal y la infección por malaria en poblaciones naturales de aves silvestres. Entender cómo el microbioma intestinal influye en la resistencia a la malaria puede aportar conocimientos de los parásitos de la malaria en las aves juveniles y la dinámica de la población de hospedadores. y en la dinámica de la población del huésped.