Уроки устойчивого земледелия от жуков-фермеров

Изучение невзрачных древесных жуков может дать ответы на один из самых насущных вопросов человечества — устойчивое производство сельхозкультур, свободных от патогенов. Некоторые виды жуков успешно выращивают и собирают грибы уже как минимум 40 миллионов лет, сдерживая вредоносные бактерии. Их опыт может быть полезен людям, которые занимаются земледелием всего около 10 000 лет.

Устойчивое фермерство в мире насекомых

Жуки-короеды (ambrosia beetles), живущие группами внутри деревьев, переносят споры грибов из родного гнезда при заселении новых деревьев. Споры «высаживаются», и после развития плодовых тел грибов жуки их собирают. Как и людям, жукам приходится бороться с патогенами, угрожающими их «урожаю».

«Моя конечная цель — выявить возможные решения, которые могут быть использованы учеными в лесном и сельском хозяйстве», — объясняет координатор проекта FARMING IN BEETLES, финансируемого ЕС, доктор Питер Бидерманн из Института химической экологии Макса Планка (Германия). «Грибковые патогены представляют огромную угрозу и для человеческого сельского хозяйства, поэтому понимание успеха жуков может дать полезные идеи».

Двухлетний проект, начатый в марте 2015 года, уже принес новые открытия:

• Взаимодействие жука и гриба включает не один, а несколько видов грибов, которые, вероятно, высаживаются в гнезде в определенном порядке — по схеме севооборота.
• Несколько видов бактерий играют ключевую роль как в стимуляции роста плодовых тел грибов, так и в борьбе с патогенами.
• Основной «культурой» у изучаемого вида жуков (fruit-tree pinhole borer) является один штамм гриба, который встречается по всей Европе.
• Грибы обнаруживаются только у жуков, заселяющих мертвые деревья. Жуки в живых деревьях грибов не переносят, так как это, вероятно, убило бы дерево-хозяина.

Открытие роли бактерий в «садах» жуков может помочь понять роль эндофитов — микроорганизмов, живущих в тканях растений и помогающих отпугивать вредителей. «Антибиотики, производимые бактериями, также, по-видимому, играют важную роль в гнездах жуков, поэтому есть потенциал для переноса этих знаний в медицинские приложения или даже для обнаружения новых антибиотических веществ», — говорит Бидерманн.

Применение новых подходов

Оставшаяся часть проекта, завершение которого намечено на февраль 2017 года, будет сосредоточена на детальном изучении этих взаимодействий: какие химические вещества и бактериальные виды в них задействованы.

Бидерманн также хочет углубленно изучить параллели между сельским хозяйством жуков и человека, чтобы объединить эти две традиционно разные области исследований. «Например, было бы очень интересно, если бы мы могли применять бактерии к нашим культурам для производства антибиотиков против вредителей. Именно это, судя по всему, и делают жуки-фермеры».