Как микробиомы и производимые ими запахи формируют поведение насекомых, птиц, животных и людей
Микробы — неотъемлемая часть большинства многоклеточных организмов. Эти организмы таковы, каковы есть, благодаря своим микроскопическим партнёрам, живущим внутри и на них. Эти микробы составляют микробиом — "невидимый орган", весящий примерно 2.5–3 кг у взрослого человека и больше у крупных животных.
Микробиомы были частью организмов с самого начала и эволюционировали вместе с ними, как и видимые органы. В пищеварительном тракте, который сильно различается у хищников, всеядных и травоядных, обитает основная часть микробиома.
Функции микробиома
Микробиом в пищеварительном тракте помогает:
- Извлекать питательные вещества из пищи.
- "Обучать" иммунную систему.
- Производить гормоны и нейромедиаторы (или их предшественников), глубоко влияющие на поведение.
Молекулы, генерируемые микробиомом, играют ключевую роль в невербальной коммуникации организма, вызывая чувства голода, сытости, изменения настроения и социальное поведение. Связь между микробиомом кишечника и мозгом обеспечивает блуждающий нерв.
Микробы, такие как Lactobacillus и Bifidobacterium, производят нейромедиаторы: GABA, ацетилхолин, норадреналин, окситоцин и индольные метаболиты (производные аминокислоты триптофана). Например:
- Дофамин связан с положительными эмоциями, а его низкий уровень — с тревогой.
- Инодолы связаны с чувством сытости и потерей веса.
Запахи как сигналы
Микробиом часто заявляет о себе запахами — мощными сигналами, влияющими на поведение на расстоянии. Эти микробные запахи — ключевой инструмент невербальной коммуникации.
У людей: Кожа заселена разнообразными микробами, формирующими запах тела. Бактерии Staphylococcus и Corynebacterium в подмышечных впадинах преобразуют без запаха соединения из апокриновых желёз в индивидуальные запаховые "подписи", которые могут привлекать или отталкивать людей.
Химические сигналы у животных, птиц, растений, грибов
- Млекопитающие: Запахи (например, триметиламин) привлекают партнёров, добычу, служат для защиты территории.
- Птицы: Специальная железа с микробиомом производит летучие сигналы для отпугивания хищников, привлечения партнёра, распознавания родственников и своих гнёзд.
- Насекомые: Запахи поддерживают социальный порядок. Например, запах заставляет одиночную саранчу сбиваться в стаи и стимулирует её аппетит.
- Грибы: Некоторые грибы (например, трюфели) используют микробиом для производства ароматных спиртов, привлекающих животных для распространения спор.
- Растения и водоросли: Используют микробные запахи для коммуникации об опасности, защиты от хищников. Некоторые водоросли с помощью микробов производят запахи, привлекающие птиц и рыб для утилизации их после гибели.
Вывод: Микробиом и его запаховые сигналы критически важны для большинства организмов. Эти невербальные коммуникации, возникшие в ходе эволюции, влияют на поведение и помогают хозяину выживать и процветать.
