Муравьи-грибоводы распознают сорняки в своих садах по химическим сигналам
Некоторые виды муравьев занимаются сельским хозяйством уже 50 миллионов лет, выращивая в подземных садах грибы. Ученые выяснили, как они отличают полезный гриб от паразитического.
Как муравьи обнаруживают инфекцию
Исследователи из Университета Коннектикута и Мичиганского университета изучили вид Trachymyrmex septentrionalis. Эти муравьи выращивают грибницу, которая действует как внешний пищеварительный тракт колонии: перерабатывает органический детрит и кормит муравьев.
Экспериментально заразив муравьиные гнезда паразитическим грибом Trichoderma, ученые обнаружили, что муравьи активизируют прополку, увеличивая вынос отходов. Анализ показал, что Trichoderma присутствует во всех исследованных гнездах.
Ключевой сигнал — пептайболы
Чтобы понять, что именно запускает поведение, команда протестировала экстракты Trichoderma на грибных садах. Экстракт вызывал такую же активную прополку, как и живая инфекция.
Совместно с коллегами из других университетов ученые идентифицировали в экстрактах пептайболы — семейство соединений, производимых Trichoderma. Тесты с чистыми пептайболами, включая два новых соединения (трихокиндины VIII и IX), показали, что все протестированные пептайболы вызывали прополку.
"Этот набор соединений Trichoderma, вызывающий поведение муравьев, контрастирует со многими другими природными продуктами, чья активность часто приписывается одному соединению", — говорит Марси Балюнас.
Механизм и значение открытия
Точный механизм восприятия сигнала пока не ясен. Возможно, муравьи напрямую чувствуют пептайболы патогена, а возможно, реагируют на сигнал "Я болен" от своего гриба-симбионта.
"Нам нужно прояснить цепочку сигнализации", — отмечает Джонатан Классен.
Это открытие описывает редкий случай, когда животное реагирует на болезнь своего полезного симбионта, а не на заболевание собственного тела. Исследователи называют это расширенным защитным ответом и планируют продолжать его изучение.
Исследование опубликовано в PNAS 15 июня.