Бактерии обеспечивают клещам полноценное питание
Как клещи выживают, питаясь исключительно кровью? Исследование, опубликованное в Current Biology (31 мая 2018 г.), выяснило ключевую роль симбиотических бактерий, синтезирующих витамины группы B. Эти питательные вещества практически отсутствуют в крови, которой питаются клещи, но жизненно важны для их жизненного цикла. Без своих бактериальных симбионтов клещи не могут достичь взрослой стадии или размножаться. Исследование, проведённое учёными из CNRS и CIRAD, также показало, что бактерии унаследовали пути синтеза витаминов B от патогенного предка, чей геном постепенно деградировал.
Клещи — важные переносчики патогенов, особенно известные своей ролью в распространении болезни Лайма и других новых заболеваний. В отличие от комаров, клещи строго гематофаги — то есть питаются исключительно кровью на всех стадиях развития. Однако у такого узкоспециализированного рациона есть последствие: хотя кровь богата некоторыми питательными веществами, в ней относительно мало других, например, витаминов группы B. Одна из гипотез предлагает решение этой загадки: возможно, бактерии синтезируют эти соединения для клещей, которые не могут получить достаточно витаминов из крови.
Чтобы объяснить, как клещи адаптировались к питанию только кровью, учёные из исследовательских подразделений MIVEGEC (CNRS / IRD / Университет Монпелье) и ASTRE (CIRAD / INRA / Университет Монпелье) изучили микробные сообщества, которые они содержат. Они обнаружили, что симбиотическая бактерия рода Francisella является преобладающим компонентом микробного сообщества у африканского аргасового клеща (Ornithodoros moubata), используемого как модельный вид. Полное секвенирование генома бактерии подтвердило её способность производить различные витамины группы B: биотин (витамин H), рибофлавин (витамин B2) и фолиевую кислоту (витамин Bc). Показав, что клещи, лишённые бактерии, прекращают развитие, но возобновляют нормальный рост при добавлении витаминов, которые обычно поставляет микроорганизм, исследователи доказали роль Francisella в питании клещей.
Дополнительные анализы позволили определить эволюционное происхождение этого пищевого симбиоза. Симбиотические Francisella происходят от патогенных бактерий, чей геном подвергся значительной деградации. Это оставило нетронутой лишь часть их первоначальных функций, включая синтез трёх упомянутых витаминов группы B. Появление первых клещей и их последующая диверсификация — сейчас известно более 900 видов — в значительной степени были обусловлены этим симбиозом. Этот процесс подчёркивает важный вклад микроорганизмов в экологическое разнообразие животных и эволюцию новых типов питания.