Термиты раскрывают секрет разложения растительной биомассы

Исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон обнаружили неожиданную эффективность пищеварительной системы термита, выращивающего грибы, в разложении древесины.

Согласно исследованию, опубликованному 17 апреля 2017 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, после короткого транзита в 3,5 часа через кишечник термита древесина тополя теряет почти весь лигнин. Этот прочный и распространённый полимер придаёт прочность клеточным стенкам растений и является главным препятствием для деревообрабатывающей и биоэнергетической промышленности.

"Скорость и эффективность, с которой термит разлагает полимер лигнина, совершенно неожиданны", — говорит Джон Ральф, профессор биохимии и эксперт по лигнину. — Эта кишечная система хранит ключи к разложению лигнина с помощью совершенно неизвестных процессов".

Исследование описывает сложную симбиотическую систему:

1. Молодые рабочие термиты собирают и поедают древесину.
2. Их фекалии, содержащие грибы, становятся частью "грибного гребня" — губчатой структуры в термитнике.
3. Грибы Termitomyces на гребне продолжают разлагать древесину.
4. Через ~45 дней простые сахара потребляются старыми рабочими термитами.

"Десятилетиями все думали, что молодой рабочий ничего не делает из-за скорости прохождения древесины через его кишечник", — говорит соавтор Хунцзе Ли. — "Но я предположил, что там есть какие-то функции, поскольку грибы не могут жить на одной древесине".

Механизмы, с помощью которых кишечник термита расщепляет даже самые устойчивые части лигнина, остаются неизвестными. Будущие исследования будут направлены на определение ферментов или бактериальных систем, работающих в кишечнике. Их воссоздание вне организма термита может революционизировать переработку древесины и производство биотоплива.

"Это отличный пример ценности фундаментальных научных исследований", — говорит профессор Кэмерон Карри. — "Изучение того, как термиты перерабатывают биомассу в природе, не только помогает понять мир, но и может внести вклад в наши собственные усилия".