Zusammenfassend deuten unsere Ergebnisse auf einen auffälligen konvergenten Verlust von Wirts-Mikroben-Assoziationen mit der Entwicklung des Motorflugs hin und brechen ein konserviertes und konsistentes Muster der Phylosymbiose, das bei nicht geflogenen Säugetieren beobachtet wurde. Wir schlagen vor, dass dieser Verlust der Mikrobiomspezifität nicht nur eine passive Verschiebung der neutralen Exposition gegenüber mikrobiellen Vielfalt darstellt, sondern vielmehr eine grundlegende und konvergente Verschiebung der physiologischen Mechanismen, die für die Aufrechterhaltung von wirtspezifischen Darmmikrobiomen verantwortlich sind. Obwohl diese Mechanismen noch nicht gut verstanden sind, bietet die Hypothese der Konvergenz zwischen Fledermäusen und Vögeln neue Möglichkeiten für ihre Entdeckung und Validierung durch vergleichende Ansätze. Flucht muss nicht der einzige Vermittler dieser verminderten Abhängigkeit sein; tatsächlich bieten die anderen hier gezeigten Säugetiertaxa relativ weniger spezifische Mikrobiome zusätzliche Möglichkeiten für solche Vergleiche. Unsere Ergebnisse werfen auch eine nicht oft geäußerte Frage auf: Was sind die evolutionären und metabolischen Kosten für die Aufrechterhaltung eines bestimmten Mikrobioms? Der Zusammenhang zwischen Flug und dem Verlust der Mikrobiom-Spezifität spiegelt sich auch in Messungen der Phylosymbiose wider, was darauf hindeutet, dass die Entwicklung des angetriebenen Fluges das Muster der Phylosymbiose zwischen Wirt und Darmmikrobiom zutiefst stört. Wir verglichen Messungen der Mikrobiom-Unähnlichkeit mit der phylogenetischen Entfernung (gemessen als Astlänge auf dem TimeTree) (24) und der ungefähren zeitkalibrierten Wirtsphylogenie mit dem Manteltest (Abb. 1) (12, 25). Wir sehen, dass bei Säugetieren als Ganzes die Korrelation zwischen mikrobiellen Gemeinschaftsähnlichkeit und hostphylogenetischeentfernung hoch ist, besonders bei den letzten Zeitskalen (Abb. S4A und B), während diese Korrelation bei Vögeln viel geringer ist (Säugetiere: P = 0,001, r = 0,40, Koeffizient = 2,61E 4; Vögel: P = 0,001, r = 0,14, Koeffizient = 8,92E-5) (Abb. 5, links). Im Gegensatz dazu variiert die Stärke dieser Korrelation unter den Säugetierorden dramatisch, wobei die steilsten Beziehungen zwischen phylogenetischer Entfernung und Mikrobiomumsatz in den fermentativen Pflanzenfressern bestehen; Unter den gut beprobten Säugetierordnungen (7 Arten vertreten) waren Fledermäuse einzigartig, da sie überhaupt wenig Korrelation hatten (Abb. 5, rechts). Es gibt weder ein bestimmtes Muster noch eine formelweise für die Feststellung, welche Rebsorten in diesen seltenen Mischungen zu finden sind, noch die Proportionen, in denen sie verwendet werden.

Einige bestehen aus nur zwei Komponenten, andere können zehn oder mehr enthalten. Säugetiere und Vögel zeigen unterschiedliche Muster der Phylosymbiose. (Links) Innerhalb der Wirtsreihenfolgezeigen weisen Säugetiere eine im Allgemeinen starke Korrelation zwischen der Wirtsentfernung (geschätzte Divergenzzeit) und der mikrobiellen Gemeinschaftsentfernung (Jaccard) auf, Vögel jedoch nicht. (Rechts) Innerhalb der Säugetierordnungen mit großer Stichprobengröße zeigen Fledermäuse (Chiroptera) den schwächsten Grad an Phylosymbiose. Für Parzellen pro Vogelbestellung siehe Abb. S7 im Zusatzmaterial. Ähnlichkeiten in der Mikrobiomzusammensetzung und Assoziationsmuster deuten auf das Vorhandensein von flugkorrelierten Wirtsfaktoren hin, die einen ähnlichen selektiven Druck auf die Montage des Darmmikrobioms ausüben. Vögel und Fledermäuse haben beide in der Regel reduzierte Darmlängen und kürzere Darmgehalt Retentionszeiten, vielleicht als Nebenprodukt des selektiven Drucks, um Masse für effizienteren Motorflug zu verringern (27-29). Kürzere Eingeweide mit entsprechend reduzierten anaeroben Volumina könnten auch durch eine aerobe Umgebung weniger eine Barriere für den mikrobiellen Austausch darstellen. Dementsprechend haben sowohl Vögel als auch Fledermäuse im Vergleich zu den nicht fliegenden Säugetieren weniger obligate Anaerobe (P 0,001) und fakultativere Anaerobe (P 0,001), und fluglose Vögel haben mehr obligate Anaerobeals als geflogene Vögel (P = 0,001) als Anteil ihrer darmen mikrobiellen Gemeinschaften, gemessen an den vorhergesagten hochgradigen Phänotypen mit BugBase (30) (Abb.