Как кофейный жук-бурильщик выживает на кофеине
Самый опасный вредитель кофе в мире — кофейный жук-бурильщик (Hypothenemus hampei) — может снижать урожайность до 80%. Он выживает на дозе кофеина, которая была бы токсичной для любого другого насекомого. Хотя около 850 видов насекомых питаются разными частями кофейного растения, только кофейный жук-бурильщик питается самим кофейным зерном и делает это исключительно.
Энтомолог Службы сельскохозяйственных исследований США Фернандо Э. Вега и его коллеги обнаружили, что способность жука выживать на такой смертельной диете обеспечивают бактерии в его кишечнике. Это открытие дает новую мишень для разработки стратегий борьбы с вредителем, который только в Бразилии наносит ущерб до $315 млн в год.
"Это открывает дверь для потенциально новых стратегий борьбы с вредителями и дополняет растущий объем исследований, показывающих, как широкий спектр организмов, от насекомых до человека, используют свой внутренний микробный профиль для адаптации и выживания", — говорит Вега.
Ход исследования:
- Ученые проанализировали жуков из семи регионов производства кофе: Гватемалы, Гавайев, Индии, Индонезии, Кении, Мексики, Пуэрто-Рико и лабораторной колонии.
- Извлеченные пищеварительные тракты поместили в среду, богатую кофеином. Выжили только бактерии, способные его разлагать.
- Было обнаружено 14 видов бактерий, разлагающих и обезвреживающих кофеин. Наиболее распространенным видом была Pseudomonas fulva.
- После уничтожения кишечных бактерий антибиотиком кофеин проходил через пищеварительный тракт жуков без изменений.
- Способность жуков производить яйца и личинок снизилась на 95%.
- При добавлении P. fulva обратно в рацион, кофеин в экскрементах жуков не обнаруживался, что подтвердило ключевую роль бактерий в детоксикации.
Исследование, опубликованное в Nature Communications (июль 2015 г.), было первым, изучившим содержимое кишечника кофейного жука-бурильщика. Работа финансировалась Минсельхозом США и Национальной лабораторией им. Лоуренса в Беркли.
В сочетании с недавно секвенированным геномом вредителя (Scientific Reports, июль 2015 г.) эти результаты могут привести к новым стратегиям борьбы с ним.