Гусеницы выращивающих антибиотики для своих нужд

Гусеницы хлопчатниковых совок выработали необычную стратегию защиты от паразитов и болезней, "приручив" бактерий, которые вырабатывают антибиотики в их кишечнике в обмен на питательные вещества. 

"Мы долгое время подозревали, что микробы в кишечнике являются ключевым компонентом защиты насекомых от инфекций, однако до настоящего времени механизм этой защиты оставался неизвестным нам. Мы показали, что эволюционный успех насекомых по крайней мере частично обусловлен их симбиотическими отношениями с бактериями, вместе с которыми они эволюционировали миллионы лет", — заявил Юн-цы Шао (Yongqi Shao) из университета Чжэцзяна (Китай).

Фактически все антибиотики, существующие и применяющиеся сегодня, были "изобретены" природой, бактериями или грибками для защиты себя от других микробов и для расчистки "жизненного пространства" от конкурентов. Люди открыли их лишь в первой трети 20 века, и сегодня антибиотики стали основой здравоохранения и потеря ими эффективности все больше и больше беспокоит медиков.

Вирус превращает гусеницу шелкопряда в "биологическую бомбу" - ученые
Шао и его коллеги обнаружили, что антибиотиками регулярно пользуются и другие живые существа – гусеницы хлопчатниковых совок (Spodoptera littoralis), грозы сельского хозяйства Индии, Египта и многих других южных аграрных стран.

Команда Шао достаточно давно изучает бактерий, живущих в кишечнике этих насекомых, пытаясь понять, как они влияют на их жизнь и какую роль эти микробы играют в переваривании пищи и в защите организма от инфекций. Наблюдая за ростом гусениц Spodoptera littoralis, ученые заметили любопытную вещь – разнообразие видов бактерий в их кишечнике не росло, а сокращалось.

К примеру, после вылупления из яйца в кишечнике совок присутствовало несколько десятков видов клостридий и энтерококков, бактерий, участвующих в процессе пищеварения, однако ближе к окукливанию их микрофлора почти наполовину состояла из одного вида энтерококков — Enterococcus mundtii. Если этих бактерий удалить из кишечника гусениц, то они быстро погибают в стадии окукливания, буквально сгнивая заживо. Подобное открытие удивило ученых, так как данный вид микробов всегда считался безобидным и нейтральным по отношению к другим бактериям.

Для того, чтобы раскрыть их сущность, биологи вырастили несколько колоний Enterococcus mundtii и "подсадили" их в культуры, где росло несколько других видов энтерококков. Наблюдая за ними, биологи поняли, что при некоторых условиях эти "безобидные" микробы начинают выделять в окружающую среду большие количества ранее неизвестного науке антибиотика из класса бактериоцинов. Ученые называли его мундтицином в честь латинского имени этих микробов.

"Антибиотик способствует развитию симбиоза, предоставляя преимущества и бактерии, которая может почти неограниченно расти в кишечнике насекомого, и самим гусеницам, которых эти микробы защищают от патогенов. Мы думаем, что такие же отношения существуют и между другими видами бактерий и насекомых", — добавляет Вильгельм Боланд (Wilhelm Boland) из Института химической экологии в Йене (Германия).

Как считает Шао, бактериоцины микрофлоры могут помочь человечеству найти ключ к решению проблемы с растущей неуязвимостью микробов к применяемым сегодня антибиотикам по двум причинам. Они действуют только на очень узкий набор бактерий, что ограничивает возможность приспособления других микробов к ним. К  тому же, насекомые пользуются ими уже сотни миллионов лет, что говорит о том, что стойкость к таким веществам вырабатывается бактериями крайне медленно.