In vielen vor kurzem erschienenen Studien über das Mikrobiom wurde Drosophila als Modellorganismus ausgewählt, da das Mikrobiom der Fruchtfliege im Vergleich zum Menschen weniger komplex ist. Über den Einfluss der Mikroorganismen auf das Verhalten und die Wachstumsrate ihres Wirts, aber auch über den Einfluss des Wirts auf die mikrobielle Zusammensetzung ist bereits viel bekannt. Das Ziel dieser Studie ist es, Unterschiede in der Komposition zwischen zwei evolvierten Populationen, die unter spezifischen Umweltbedingungen gehalten wurden, zu identifizieren und an Hand der Wachstumsraten verschiedener Bakterienspezies die funktionelle Diversität zwischen den Stämmen mit unterschiedlichen evolutionären Hintergründen zu zeigen. Zwei Drosophila-Populationen aus Florida, die entweder bei 10-20 °C für 87 Generationen oder bei 18-28 °C für 175 Generationen gehalten wurden, wurden mit Hilfe der folgenden Methoden untersucht: Zuerst wurde das Mikrobiom auf Agarplatten kultiviert und Kolonien mit differenzierbaren Phänotypen identifiziert und für spätere Analysen eingelagert. Danach wurde das gesamte Mikrobiom der heiß- und kalt-evolvierten Populationen sequenziert und analysiert. Die heiß-evolvierte Population weist zwar eine höhere Anzahl an unterschiedlichen Bakterien auf, die effektive Anzahl an Ordnungen der zwei Populationen ist jedoch sehr ähnlich. Die Abundanz der drei häufigsten Taxa ist ebenfalls vergleichbar. Obwohl sich die zwei Populationen auch in Bezug auf die Ordnungen, aus denen ihr Mikrobiom besteht, sehr ähneln, konnte bei Wachstumsversuchen gezeigt werden, dass sich die Bakterienstämme der drei häufigsten Spezies unterschiedlich verhalten. Zwei Spezies, die aus dem Mikrobiom der heiß-evolvierten Fliegen stammen, wuchsen signifikant schneller als ihre Äquivalenten aus den kalt-evolvierten Fliegen, wohingegen die letzte Spezies ein umgekehrtes Wachstumsverhalten aufwies. Diese Wachstumsmuster könnten entweder durch die Anpassung der Bakterien auf die Umgebung des Wirts entstanden sein oder weisen auf die Diversität von Stämmen, die der gleichen Bakterienspezies zugeordnet werden, hin. Da die relative Abundanz zwischen den zwei Haltungsbedingungen vergleichbar war, könnte dieses Wachstumsmuster auf Unterschiede beim erstmaligen Aufbau des Mikrobioms hinweisen. Bei zukünftigen Studien über das Mikrobiom und im Speziellen über dessen Aufbau sollte beachtet werden, dass Stämme, die der selben Spezies angehören, in verschiedenen Wirtspopulationen nicht die gleiche Wachstumsrate haben, und sich wahrscheinlich in einigen physiologischen Prozessen unterscheiden.

Many recent studies of the microbiome used Drosophila as research organism because of its simple microbiome compared to humans. A lot is known about the influence of microorganisms on their host’s behavior and growth rate, as well as the host’s influence on the microbial composition. This study aims to identify compositional differences between two evolved populations reared under distinct environmental conditions and uses the growth rate of multiple species to show functional diversification between strains with different evolutionary histories. Two Drosophila populations from Florida, which evolved either at 10-20 °C or at 18-28 °C for 175 and 87 generations, respectively, were examined using two methods: First, colonies were grown on agar plates and those with unique phenotypes were identified and stored for further analyses. Second, the whole microbiome of these cold- and hot-evolved populations was sequenced and analyzed. While the richness of the hot-evolved population is higher, the effective number of orders is very similar between both conditions. The abundance of the three most frequent taxa is also equal. Although these two populations resemble each other well regarding the orders that make up their microbiome, this was not the case when collected bacterial strains of three common species were grown under experimental conditions. Two species collected from the hot-evolved flies grew significantly faster than the same species collected from the cold-evolved flies, while the opposite pattern was observed for the last species. These growth patterns could originate from the bacteria’s adaptation to the host’s environment or represent the versatility of strains belonging to the same bacterial species. Since the relative abundances were similar for both conditions, the varying growth patterns might suggest a difference in the initial establishment of the microbiome. Future studies of the microbiome and especially its establishment should take into account that strains of the same species do not share the same growth rate across host populations, and it is very likely that they differ in several physiological processes.