Mikroba yang hidup di usus kita tidak sebegitu beragam dibandingkan 2.000 tahun yang lalu. Demikian menurut analisis genomik terhadap feses manusia yang membatu dari sebuah tempat hunian berbatu di Amerika Utara dan Meksiko. Delapan sampel yang berasal dari antara 1.000 hingga 2.000 tahun yang lalu mengungkapkan mikroba yang sama sekali baru bagi sains, sementara yang lainnya sama sekali bukan bagian dari mikrobioma usus saat ini.
Sebaliknya, mikrobioma usus modern mengandung jauh lebih banyak mikroba yang kebal antibiotik dibandingkan dengan yang ada pada usus nenek moyang kita. Temuan ini dapat membantu kita memahami hubungan antara mikrobioma kita yang berkurang dan penyakit kronis modern seperti diabetes dan obesitas.
Mikrobioma manusia adalah mesin yang menarik dan kompleks, dan dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan telah menemukan bahwa mikrobioma memainkan peran yang jauh lebih penting dalam menjaga kesehatan tubuh kita daripada yang kita sadari sebelumnya. Tetapi pemahaman kita tentang bagaimana mikrobioma manusia berubah dari waktu ke waktu masih terbatas.
Meskipun fosil feses ini tampak kurang menyenangkan, tapi dapat menjadi sumber informasi yang berharga tentang bagaimana hewan di zaman purba hidup. Mengungkapkan berbagai informasi tentang makanan dan parasit serta penyakit ususnya.
Fosil kotoran manusia ini juga mengandung beberapa mikroba yang melapisi usus, dengan alat yang tepat, memungkinkan untuk menyusun cuplikan mikrobiomanya. Itulah yang telah dilakukan oleh tim mikrobiologi internasional yang dipimpin oleh Joslin Diabetes Center di AS.
Para peneliti mengambil koprolit (feses yang membatu) yang masih terawetkan dengan sempurna di tiga tempat perlindungan batu – Penampungan Boomerang di Utah, lokasi yang tidak diketahui di suatu tempat di Barat Daya Amerika (sampel dikumpulkan hampir 100 tahun yang lalu), dan situs La Cueva de los Muertos Chiquitos di Durango, Meksiko.
Koprolit ini divalidasi sebagai kotoran manusia menggunakan analisis pola makan, dan ditentukan penanggalannya menggunakan analisis radiokarbon. Para ilmuwan kemudian melakukan pekerjaan rumit untuk mengekstraksi DNA terawetkan yang berharga yang dapat mengidentifikasi berbagai mikrobanya.
Para peneliti berhasil merekonstruksi 498 genom mikroba; dari jumlah tersebut, 181 di antaranya paling mungkin berasal dari usus manusia, bukan dari tanah di sekitarnya.
Dari urutan ini, 158 tampaknya mewakili spesies mikroba yang berbeda dari beberapa jenis. Ini kemudian dibandingkan dengan 789 mikrobioma dari komunitas saat ini, baik dari komunitas industri maupun non-industri.
Hasilnya sangat mengejutkan. Mikrobioma purba tidak hanya lebih mirip dengan mikrobioma dari komunitas non-industri modern, tetapi juga mengandung spesies yang tidak terlihat pada mikrobioma modern mana pun. Dari 158 genom, 61 sama sekali tidak diketahui sains yang hampir 40 persen.
Para peneliti percaya bahwa keanekaragaman dalam mikrobioma ini, mungkin ada hubungannya dengan keragaman dalam makanan manusia saat itu.
“Dalam budaya kuno, makanan yang Anda makan sangat beragam dan dapat mendukung sekumpulan mikroba yang lebih eklektik,” kata ahli mikrobiologi Alexsandar Kostic dari Joslin Diabetes Center.
“Tapi saat Anda bergerak menuju industrialisasi dan lebih banyak makanan yang berasal dari toko bahan makanan, Anda kehilangan banyak nutrisi yang membantu mendukung mikrobioma yang lebih beragam.”
Ada beberapa perbedaan menarik di dalam mikroba juga. Mereka memiliki lebih sedikit gen yang terkait dengan resistensi antibiotik, tetapi mereka juga memiliki lebih sedikit gen untuk memproduksi protein yang mendegradasi glycans, molekul gula yang ditemukan dalam lendir.
Degradasi lendir usus besar dikaitkan dengan berbagai penyakit seperti penyakit Crohn, penyakit seliaka, dan kolitis ulserativa.
Mikroba purba juga memiliki jumlah transposase yang lebih tinggi – enzim yang dapat memotong dan menempel serta mereplikasi elemen DNA, mengubah berbagai hal untuk membantu beradaptasi dengan perubahan kondisi, antara lain.
“Kami pikir ini bisa menjadi strategi bagi mikroba untuk beradaptasi di lingkungan yang bergeser lebih banyak daripada mikrobioma industri modern, di mana kita memakan sesuatu yang sama dan menjalani kehidupan yang kurang lebih sama sepanjang tahun,” kata Kostic .
“Sedangkan di lingkungan yang lebih tradisional, banyak hal berubah dan mikroba perlu beradaptasi. Mereka mungkin menggunakan koleksi transposase yang jauh lebih besar untuk mengambil dan mengumpulkan gen yang akan membantu mereka beradaptasi dengan lingkungan yang berbeda.”
Penelitian tersebut telah dipublikasikan di Nature .