Интерес только продолжает расти вокруг микробиома - триллионов микроорганизмов, которые населяют тела более крупных животных и, кажется, играют роль в явлениях от настроения человека и аппетита до определения пола в фигурных опросах. Последний микробный трюк настолько же отвратителен, насколько и впечатляющим: бактерии, живущие в кишках тараканов, по-видимому, контролируют встречи насекомых, смешивая корму своих хозяев химическими сигналами.
Связанный контент
- Все какашки. Некоторые животные едят это. Зачем?
- Таракан может кусать с силой, в 50 раз превышающей его вес
- Любящее прикосновение вызывает тараканов, чтобы сделать детей быстрее
«Только сейчас мы начинаем ценить участие микробов в коммуникации и поведенческих системах животных», - говорит Коби Шал, профессор энтомологии в Университете штата Северная Каролина. «Это один из самых чистых примеров такого рода вещей».
Прошлые исследования фекальных аспектов микробиома, связанных с фекалиями, были в основном сфокусированы на млекопитающих, в частности на роли бактериальных жирных кислот в ароматических железах гиен, расположенных вблизи заднего прохода. Эти химические сигналы, кажется, играют роль в том, чтобы помочь собакам отличить членов своей группы от посторонних. Но выполнение контролируемых экспериментов на гиенах - нелегкая задача.
«Здесь удобны насекомые, особенно тараканы», - говорит Шал. «Мы можем легко вырастить их в стерильных условиях, и мы можем сделать пересадку кала».
Шаль и его коллеги сосредоточились на немецких тараканах, стойких домашних вредителях, которые наводняют кухни, ванные комнаты и рестораны по всему миру. Шал говорит, что у тараканов есть очаровательная тенденция испражняться там, где они живут и спят, и они также общительные насекомые, которым нравится проводить время в группах. Поэтому фекалии превратились в обонятельный сигнал для подведения тараканов к друзьям.
«Поэтому не исключено, что сигналы в кале будут связаны с бактериями, потому что кишки насекомых загружены бактериями», - говорит Шал.
Чтобы проверить эту гипотезу, Шаль и его коллеги начали с подтверждения того, что немецких тараканов действительно привлекают их фекалии - открытие, впервые сделанное другими исследователями в 1970-х годах. Они подарили выращенных в лаборатории тараканов с растворителем своего рода и обнаружили, что, даже когда им приходилось обнаруживать это на расстоянии, тараканы делали билайн для помета.
«Это прекрасное поведение, когда им нравится запах их собственных фекалий», - говорит Шал.
Затем исследователи стерилизовали яйца таракана и выращивали детей в стерильных условиях, что означает, что эти насекомые не содержали бактерий в своих кишках или кале. Затем команда представила образцы стерильной и нестерильной кормы для размножения нимф, чтобы увидеть, что они предпочитают.
Шал говорит, что безбактериальные фекалии «невероятно менее эффективны» для привлечения внимания других тараканов. Когда исследователи более внимательно посмотрели на стерильные и нестерильные образцы, они обнаружили, что в первых практически отсутствовали летучие жирные кислоты, также известные как карбоновые кислоты, которые являются продуктами ферментации бактериальной активности.
«Нестерильные фекалии содержат огромное количество этих кислот, тогда как многие соединения отсутствовали, и большинство из них были чрезвычайно недопредставлены в стерильных фекалиях», - говорит Шал. «Это предполагает корреляцию между поведением, которое мы наблюдали, и химией».
Чтобы быть уверенными в связи, исследователи обнаружили шесть наиболее известных соединений и сделали из них синтетическую смесь, которая, по их мнению, была очень эффективна для привлечения тараканов и их агрегации.
«Таким образом, мы заключаем, что именно бактерии, а не сам таракан, участвуют в создании этого сигнала», - говорит Шал. Он и его коллеги сообщили о своих выводах сегодня в трудах Национальной академии наук .
Эти «очень интересные» результаты могут иметь важные последствия для борьбы с вредителями, считает Филип Келер, профессор энтомологии в Университете Флориды, который не принимал участия в исследовании.
«Если вы можете заставить тараканов объединяться вокруг лечения, будь то приманка или спрей, тогда вы, вероятно, сможете лучше контролировать», - говорит он. «То, что мы делаем сейчас, - это лечение, основанное не на том, где находятся тараканы, а там, где мы ожидаем».
В качестве альтернативы, добавляет он, химический состав фекалий можно использовать, чтобы заманить тараканов в ловушку, позволяя удалить их из дома или бизнеса вместо того, чтобы обливать всю конструкцию химикатами.
Майк Раст, выдающийся профессор энтомологии в Калифорнийском университете в Риверсайде, который также не принимал участия в исследовании, говорит, что работа была проделана очень хорошо и четко указывает на роль, которую летучие карбоновые кислоты, вырабатываемые кишечными бактериями, играют в скоплениях тараканов.
Хотя он не считает, что полученные результаты обязательно повысят эффективность приманок, он считает, что они могут быть полезны для улучшения применения щелевых инсектицидов. Коктейли из агрегационных химикатов, по его словам, «могут уменьшить отталкивающие свойства брызг и увеличить время контакта поверхностей обработки тараканов».
Шаль полагает, что полученные данные, вероятно, применимы ко всем агрегирующим тараканам, включая другие виды вредителей, такие как американский таракан и восточный таракан. Он и его коллеги планируют исследовать такие вопросы в будущем. Он также ожидает, что аналогичные результаты, связанные с ролью микробиома в передаче сигналов животного, и коммуникация могут появиться для других типов организмов.
«Я думаю, что в следующем году или около того мы увидим множество примеров такого рода вещей, происходящих в природе, от насекомых вплоть до, возможно, людей», - говорит он.
