Исследование раскрывает, как опылители справляются с растительными токсинами
Новое исследование показывает, что опылители, такие как медоносные пчелы, производят специальные ферменты, которые обезвреживают защитные химические вещества, вырабатываемые растениями.
Многие растения производят алкалоиды для защиты от травоядных, и эти токсины также содержатся в их нектаре и пыльце.
Исследование, проведенное Университетом Эксетера и Bayer AG, изучило гены нескольких видов из группы Hymenoptera — насекомых, включая пчел, ос, муравьев и пилильщиков, имеющих общего предка около 280 миллионов лет назад.
Примечательно, что все протестированные виды производят одну и ту же группу ферментов (семейство CYP336 цитохромов P450) для борьбы с алкалоидными токсинами.
"Эти виды сильно различаются, но одно, что их объединяет, — это способность обезвреживать алкалоиды", — сказала доктор Энджи Хейуорд.
"Мы были поражены, обнаружив, что это семейство генов сохранилось на протяжении почти 300 миллионов лет эволюции целого отряда насекомых с очень разнообразным образом жизни".
"Хотя некоторые из этих видов имеют очень мало контактов с определенными ключевыми алкалоидами, такими как никотин, они, по-видимому, сохранили способность их метаболизировать, почти как аспект своего генетического наследия, подобно человеческому копчику или аппендиксу".
Исследователи изучили геномы ключевых видов перепончатокрылых, создав "эволюционное древо" для этого семейства.
Они также выделили ферменты, производимые этими видами, и поместили их в клеточную линию, чтобы увидеть, как они будут реагировать с алкалоидами, — и обнаружили, что они действительно их обезвреживают.
"Понимание того, как насекомые реагируют на конкретные токсины, жизненно важно — это должно влиять на то, как мы производим любые новые химические вещества, такие как пестициды и инсектициды", — сказал доктор Бартек Трочка.
"Чтобы избежать ущерба окружающей среде, нам нужны очень специфические соединения, которые делают очень конкретные вещи".
"Наша работа вносит вклад в более широкую попытку понять, как химические вещества расщепляются насекомыми и в какой степени ответственные за это гены сохраняются в различных группах насекомых".
Доктор Джулиан Хаас, токсиколог по насекомым в Bayer AG, сказал: "Это исследование подчеркивает перспективность междисциплинарной командной работы для лучшего понимания молекулярной и эволюционной основы механизмов детоксикации у насекомых, что в конечном итоге поможет понять их взаимодействие с другими токсинами, включая инсектициды".
Статья опубликована в журнале Science Advances.