Influence of increased lead concentration on changes in microbiota composition and life history traits in Drosophila melanogaster and Drosophila subobscura

Mikrobiota višećelijskih organizama je predstavljena raznovrsnom zajednicom mikroorganizama koji imaju uticaj na brojne osobine domaćina i u interakciji su sa promjenama sredine. Poremećaji u ravnoteži između mikrobiote i domaćina mogu dovesti do smanjenja adaptivne vrijednosti, što implicira da je održavanje homeostaze mikrobiote važan aspekt biologije domaćina. Cilj ovog istraživanja je bio da se utvrdi diverzitet mikrobiote vrsta Drosophila melanogaster i Drosophila subobscura sa različitih staništa iz prirode i u laboratorijskim uslovima na standardnom i olovnom supstratu, te da se ispita korelacija promjena u sastavu mikrobiote sa osobinama životne istorije. Sastav mikrobiote je određen sekvenciranjem sljedeće generacije V3-V4 regiona bakterijskog gena za 16S rRNK. Dobijeni rezultati ukazuju na to da standardni supstrat gajenja kod obje vrste dovodi do smanjenja diverziteta mikrobiote u odnosu na prirodnu populaciju. Izloženost povišenim koncentracijama olova je dovela do smanjenja diverziteta mikrobiote, pri čemu je D. subobscura pokazala značajnije promjene u odnosu na D. melanogaster. U mikrobioti D. subobscura je identifikovan bakterijski rod Komagataeibacter, čija velika zastupljenost na supstratu sa olovom ukazuje na to da bi ovaj rod mogao biti značajan u prevazilaženju stresa iz životne sredine, kao i da postoji kontrola sastava mikrobiote od strane domaćina. Značajne razlike u preživljavanju od jaja do adulta su uočene kod D. melanogaster u pogledu sastava supstrata i porijekla populacije, dok je dužina razvića značajno varirala kod D. subobscura u pogledu porijekla populacija. Razlike među polovima u dužini razvića su uočene kod D. melanogaster na olovnom supstratu, što implicira da uticaj pojedinih faktora na osobine životne istorije može biti specifičan za vrstu.Microbiota of multicellular organisms is represented by a diverse community of microorganisms that have an impact on numerous host traits and interact with environmental changes. Disturbances in the balance between the microbiota and the host can lead to a decrease in adaptive value, which implies that maintaining microbiota homeostasis is an important aspect of host biology. The aim of this study was to determine the diversity of microbiota of Drosophila melanogaster and Drosophila subobscura from different habitats, nature and laboratory conditions, on the standard and the lead substrate, and to examine the correlation between the changes in microbiota composition and life history traits. The composition of microbiota was determined by next-generation sequencing of the V3-V4 regions of the 16S rRNA gene. The obtained results indicate that rearing on the standard substrate in both species leads to a decrease in the diversity of the microbiota compared to the natural population. Exposure to increased lead concentrations led to a decrease in microbiota diversity, with D. subobscura showing more significant changes compared to D. melanogaster. The bacterial genus Komagataeibacter was identified in the D. subobscura's microbiota, whose high prevalence on the lead substrate indicates that this genus could be important in overcoming environmental stress, and that the microbiota composition is controlled by the host. Significant differences in egg-to-adult viability were observed in D. melanogaster in terms of substrate composition and population origin, while developmental time varied significantly in D. subobscura in terms of population origin. Sex differences in developmental time were observed in D. melanogaster on the lead substrate, implying that the influence of individual factors on life history traits may be species-specific