Новое понимание физиологии тараканов
Исследование учёных из Университета Валенсии проливает свет на работу организма таракана. Команда из Института биоразнообразия и эволюционной биологии Каванильеса под руководством профессоров Ампаро Льяторре и Андреса Мойи показала, почему немецкий таракан (Blatella germanica) выводит избыток азота, выделяя аммиак, в отличие от большинства наземных насекомых, которые обычно производят мочевую кислоту. Работа опубликована 13 ноября в журнале PLoS Genetics.
Биохимическое объяснение выделения азота в виде аммиака у тараканов, долгое время ставившее в тупик физиологов, было получено благодаря полной расшифровке генома бактериального эндосимбионта таракана — штамма Bge бактерии Blattabacterium, живущей внутри клеток насекомого, и реконструкции его метаболической сети. Для производства аммиака «бактериальный метаболизм использует, казалось бы, неэффективный механизм: бактериальные ферменты одновременно синтезируют и разрушают одну и ту же молекулу мочевины энергозатратным путём», — объясняет Ампаро Льяторре. Этот удивительный механизм имеет смысл в контексте метаболического взаимодействия между эндосимбионтом и хозяином и всей физиологии таракана.
Исследование также указывает на эволюционную конвергенцию на уровне биохимических функций у таракана и других всеядных насекомых. Учёные проанализировали геномы эндосимбионтов немецкого таракана и двух видов муравьёв (Blochmannia floridanus и B. pennsylvanicus) и сравнили их с геномами эндосимбионтов насекомых со специализированной диетой, например, тлей. Исследования показывают, что, пройдя полностью независимыми эволюционными путями и, вероятно, из-за всеядности, тараканы и муравьи пришли к удивительно схожим метаболическим решениям через свои древние ассоциации с эндосимбионтами, принадлежащими к очень далёким бактериальным линиям.
Льяторре заключает, что «лучшее понимание эволюционных механизмов симбиотических ассоциаций между насекомыми и бактериями необходимо не только для понимания базовой физиологии и поведения хозяина, но и для разработки новых стратегий борьбы с вредителями».