Бактерии кишечника объясняют устойчивость насекомых к токсичной диете

Ученые из Института Каванильес Университета Валенсии изучили микробные сообщества насекомых, питающихся токсичными растениями, в озере Альбуфера в Валенсии (Испания). Помимо объяснения устойчивости насекомых к токсичной диете, их открытия могут найти применение в биоремедиации — технике очистки, использующей организмы для удаления или нейтрализации загрязнителей.

Исследователи изучили бактерии в кишечнике личинок двух видов бабочек: Hyles euphorbiae и Brithys crini. Первые питаются исключительно молочаем (Euphorbia sp.), богатым латексом, а вторые — морским нарциссом (Pancratium maritimum), богатым алкалоидами. Бактерии способны разлагать эти токсичные соединения, что объясняет, как насекомые могут питаться растениями, обычно ядовитыми для них.

Работа не только раскрыла разные механизмы обезвреживания токсинов (кристаллизация и прямое разложение), но и показала, как обычно всеядная бактерия E. casseliflavus, встречающаяся в кишечнике многих насекомых, в пищеварительном тракте H. euphorbiae становится ключевой для детоксикации потребляемого латекса.

По словам Кристины Вилановы, это исследование описывает новую взаимосвязь между, казалось бы, всеядной бактерией и насекомым-специалистом. Изученная микробиота, особенно E. casseliflavus, может оказаться ключевой для понимания экологии этих насекомых-специалистов, а также быть полезной в биотехнологической промышленности. Микроорганизмы и ферменты, способные нейтрализовать алкалоиды и молекулы латекса, могут найти применение, например, в биоремедиации.

Эти открытия могут быть использованы для удаления или контролируемого преобразования токсичных соединений на основе латекса и алкалоидов — органических веществ, которые являются основными действующими компонентами многих распространенных лекарств и растительных токсинов.

Исследование, проведенное Ампаро Льорре, Хоакином Байшеросом и Кристиной Вилановой из Института Каванильес, I2SysBio и FISABIO, открывает новые направления в изучении кишечных микробных сообществ у насекомых и бабочек. До сих пор исследования были в основном сосредоточены на видах, считающихся сельскохозяйственными или лесными вредителями.