Как личинки жуков процветают на падали

Жук-могильщик Nicrophorus vespilloides закапывает в почву трупы мелких животных, чтобы использовать их как источник пищи для своего потомства. Однако туша и, следовательно, место размножения крайне уязвимы для микробного разложения и гниения, что приводит к выработке токсичных веществ, росту патогенных микробов и потере питательных веществ. Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что жуки Nicrophorus vespilloides способны заменить вредные микроорганизмы собственными полезными кишечными симбионтами, превращая тушу в "питомник" с микробным сообществом, которое даже способствует росту личинок.

Как могильщики предотвращают разложение падали

Команда учёных выяснила, что жук-могильщик сохраняет пищевой ресурс для потомства, инокулируя его полезными микробами из собственного кишечника. Исследователи охарактеризовали генетический состав бактериальных и грибковых сообществ на обработанных и необработанных жуками тушах и сравнили метаболическую активность микробов.

"Использование туш не предполагало подавления микробов, а замену аутохтонного микробного сообщества кишечными микробами жуков. Например, на обработанных тушах наблюдалось подавление плесени, ассоциированной с почвой, но рост дрожжей, ассоциированных с жуком. Этот сдвиг в микробных сообществах привёл к биохимическим изменениям в тушах, обработанных жуками", — объясняет первый автор Шантану Шукла.

Важность симбионтов для развития личинок

Исследователи проверили влияние микробиоты падали на приспособленность хозяина, измерив показатели личинок с симбионтами на туше и без них. Негативный эффект на рост личинок был значительным: личинки, питавшиеся тушей, с которой удалили микробную матрицу, были значительно меньше, хотя потребили такое же количество ткани.

"Наше исследование показывает, как насекомые могут модифицировать свои места обитания, культивируя своих симбионтов как в кишечнике, так и снаружи на ресурсе для размножения, чтобы повысить приспособленность. Жук-могильщик — это захватывающий пример эксплуатации сложных ресурсов, обеспеченной симбионтами", — резюмирует старший автор Хейко Фогель.

Потенциал идентифицированных дрожжей

Выявленные дрожжи будут изучены подробнее, особенно их роль в детоксикации продуктов гниения и (пред)переваривании падали на пользу личинкам жука.

"Поскольку передаваемый жуками микробиом подавлял рост потенциально вредных и продуцирующих токсины бактерий и грибов, стоит изучить потенциальные противомикробные средства ближе, поскольку они также могут стать актуальными для медицинского применения", — говорит Андреас Вильцинскас.