Als Mensch sehen wir uns selbst als einzigartiges und unabhängiges Wesen, aber wir sind nie allein! Millionen mikroskopisch kleiner Wesen bewohnen unseren Körper, und keine zwei Körper sind gleich. Jeder bietet mikrobiellen Kulturen einen anderen Lebensraum: Angefangen von den trockenen Wüsten unserer Haut über die Dörfer auf unseren Lippen, bis zu den Städten in unserem Mund. Sogar jeder Zahn ist ein eigener Wohnbezirk, und unser Darm besteht aus Großstädten voller sich gegenseitig beeinflussender Mikroben. Auf diesen hektischen Straßen unseres Darms strömt ständig Nahrung heran, und jede Mikrobe hat ihre Arbeit zu verrichten. Das hier ist z. B. eine cellulolytisches Bakterium, dessen einzige Aufgabe es ist, Zellulose aufzubrechen, ein häufiger Bestandteil in Gemüse und Zucker. Diese Einfachzucker wandern dann weiter zur nächsten Mikrobengruppe, die diese Einfachzucker aufschnappen und als Treibstoff verbrennen. Auf der Reise durch unseren Verdauungstrakt trifft unsere Nahrung auf die Fermenter, die aus diesen Zuckern Energie gewinnen, indem sie sie zu Chemikalien wie Alkohol und Wasserstoffgas umwandeln und als Abfallprodukte ausstoßen. In den Tiefen unserer Darmstadt leben synthrophe Mikroorganismen vom Abfall der Fermenter. In jeder Phase dieses Vorgangs wird Energie freigesetzt, und diese Energie wird von den Zellen des Verdauungstrakts aufgenommen. Die Stadt, die wir gerade gesehen haben, ist bei jedem anders. Jeder Mensch besitzt eine einzigartige Gemeinschaft von Darmmikroben, die Nahrung auf unterschiedliche Weise verarbeiten kann. Die Mikroben eines Menschen können vielleicht nur einen Bruchteil der Energie freisetzen, die die Mikroben eines anderen Menschen freisetzen können. Was bestimmt also die Zusammensetzung unserer Darmmikroben-Gemeinschaft? Dinge wie unsere genetische Veranlagung und die Mikroben, auf die wir im Laufe unseres Lebens treffen, können zu unserem mikrobiellen Ökosystem beitragen. Auch was wir essen, beeinflusst die Existenz von Mikroben in unserem Darm. Nahrung zum Beispiel, die aus komplexen Molekülen besteht, wie ein Apfel, erfordert zum Abbau viele verschiedene Mikrobenarbeiter. Wenn Nahrung aber aus einfachen Molekülen besteht, wie einem Lutscher, dann verlieren einige dieser Arbeiter ihren Job. Sie verlassen die Stadt und kommen nie mehr zurück. Nicht gut funktionieren Gemeinschaften von Darmmikroben, die nur aus wenigen Arten von Arbeitern bestehen. Menschen beispielsweise, die an Krankheiten wie Diabetes oder chronischer Darmentzündung leiden, haben normalerweise eine geringe Mikrobenvielfalt in ihrem Darm. Wir verstehen nicht ganz, wie wir unsere individuellen Darmmikroben-Gemeinschaften am besten steuern, aber es ist gut möglich, dass ein veränderter Lebensstil wie z. B. eine abwechlungsreiche Kost aus komplexer pflanzlicher Nahrung dabei helfen kann, unser mikrobielles Ökosystem in unserem Darm und in unserer gesamten Körperlandschaft wiederzubeleben. Wir sind in unserem Körper also wirklich nicht allein. Unser Körper beherbergt Millionen verschiedener Mikroben, und wir brauchen sie so notwendig wie sie uns. Während wir unser Wissen darüber erweitern, wie Mikroben sich gegenseitig und unseren Körper beeinflussen, zeigen wir, wie wir diese komplexe, unsichtbare Welt, die unsere persönliche Identität, unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden formt, nähren können.
Being human, we each view ourselves as a unique and independent individual, but we're never alone! Millions of microscopic beings inhabit our bodies, and no two bodies are the same. Each is a different habitat for microbial communities: from the arid deserts of our skin, to the villages on our lips, and the cities in our mouths. Even every tooth is its own distinctive neighborhood, and our guts are teaming metropolises of interacting microbes. And in these bustling streets of our guts, we see a constant influx of food, and every microbe has a job to do. Here's a cellulolytic bacteria, for example. Their one job is to break down cellulose, a common compound in vegetables, into sugars. Those simple sugars then move along to the respirators, another set of microbes that snatch up these simple sugars and burn them as fuel. As food travels through our digestive tract, it reaches the fermentors who extract energy from these sugars by converting them into chemicals, like alcohol and hydrogen gas, which they spew out as waste products. Deeper in the depths of our gut city, the syntrophs eke out a living off the fermenters' trash. At each step of this process, energy is released, and that energy is absorbed by the cells of the digestive tract. This city we just saw is different in everyone. Every person has a unique and diverse community of gut microbes that can process food in different ways. One person's gut microbes may be capable of releasing only a fraction of the calories that another person's gut microbes can extract. So, what determines the membership of our gut microbial community? Well, things like our genetic makeup and the microbes we encounter throughout our lives can contribute to our microbial ecosystems. The food we eat also influences which microbes live in our gut. For example, food made of complex molecules, like an apple, requires a lot of different microbial workers to break it down. But, if a food is made of simple molecules, like a lollipop, some of these workers are put out of a job. Those workers leave the city, never to return. What doesn't function well are gut microbial communities with only a few different types of workers. For example, humans who suffer from diseases like diabetes or chronic gut inflamation typically have less microbial variety in their guts. We don't fully understand the best way to manage our individual microbial societies, but it is likely that lifestyle changes, such as eating a varied diet of complex, plant-based foods, can help revitalize our microbial ecosystems in our gut and across the entire landscape of our body. So, we are really not alone in our body. Our bodies are homes to millions of different microbes, and we need them just as much as they need us. As we learn more about how our microbes interact with each other and with our bodies, we will reveal how we can nurture this complex, invisible world that shapes our personal identity, our health, and our well-being.