Симбиотические бактерии защищают личинок жуков от патогенов

Жуки рода Lagria развили необычные физические черты для защиты своего потомства: небольшие впячивания на спинах личинок заселены защитными бактериями.

Как показало новое исследование, симбиотические бактерии защищают жуков от патогенных грибов в течение всего развития, включая фазу линьки, когда они особенно уязвимы.

Burkholderia gladioli колонизирует карманы на спине личинок Lagria

Для беспозвоночных, таких как жуки, кутикула — это первая и важнейшая линия защиты от хищников и патогенов. Однако она также может служить средой обитания для микробных симбионтов.

В своей последней работе, опубликованной в The ISME Journal, исследовательская группа показала, что бактериальные симбионты вида Lagria villosa населяют впячивания на спинах насекомых в течение всего личиночного развития. Эти небольшие карманы остаются открытыми наружу через узкий канал и не сбрасываются во время линьки личинок, а остаются нетронутыми.

«Во время линьки часть симбионтов высвобождается на поверхность личинок, где они обеспечивают защиту от грибковой инфекции в этой критической фазе», — добавил профессор Мартин Калтенпот. Lagria villosa проходят семь личиночных стадий с соответствующими стадиями линьки, прежде чем окуклиться.

Штамм Burkholderia Lv-StB и противогрибковое соединение лагриамид подтверждены

Анализ образцов, собранных на полях в Бразилии, показал, что штамм симбионта Lv-StB бактерии Burkholderia gladioli, жизненно важный для защиты на стадии яйца, также является главным защитником последующих стадий развития.

Штамм Burkholderia продуцирует противогрибковое соединение под названием лагриамид, которое обнаруживается на всех стадиях: на поверхности яиц, личинок, куколок, а также внутри сброшенных кутикул. Другое исследование показало, что симбионты присутствуют у личинок обоих полов. При окукливании самки сохраняют симбионтов для передачи следующему поколению, в то время как их титры снижаются у самцов.

«Удаление этих бактериальных помощников значительно ухудшает вероятность выживания молодых личинок, как только они подвергаются воздействию патогенных грибов», — заявила доктор Лаура Флорес.

«Жуки Lagria нашли способ обойти проблему, создав карманы в защитном покрове на спине, которые остаются нетронутыми даже после повторных линек», — объяснила Флорес.