Симбиоз между пчелиными волками и их защитными бактериями возник миллионы лет назад

Многие животные, как и люди, зависят от полезных микробов для выживания. Хотя такие симбиозы могут сохраняться миллионы лет, факторы, обеспечивающие их долгосрочную стабильность, в большинстве случаев неизвестны. Учёные из Института химической экологии Макса Планка и Университета Регенсбурга совместно с коллегами из США обнаружили, что некоторые осы строго контролируют передачу своих бактериальных симбионтов от матери к потомству. Это стабилизирует симбиотический союз и способствовало его сохранению на протяжении последних 68–110 миллионов лет.

Особенно увлекательный защитный союз наблюдается у европейского пчелиного волка (Philanthus triangulum) — роющей осы, которая охотится на медоносных пчёл. Бактерии-симбионты рода Streptomyces живут в усиках осы и на коконах личинок. Бактерии производят коктейль из девяти различных антибиотиков, которые защищают развивающуюся личинку в коконе от вредоносных грибов и бактерий.

Ключевые открытия исследования:

• Древнее происхождение: Анализ филогении пчелиных волков показал, что симбиоз с Streptomyces впервые возник в позднем меловом периоде, между 68 и 110 миллионами лет назад. Сегодня около 170 видов ос живут в симбиозе с этими защитными бактериями.
• Строгая избирательность: Сравнение филогений хозяев и симбионтов выявило, что симбионты всех видов пчелиных волков очень близкородственны, но их филогения не точно отражает филогению хозяев. Это указывает, что хотя пчелиные волки иногда заменяют своих бактерий, они всегда делают это симбионтом другого вида пчелиных волков. Свободноживущие родственники симбиотических бактерий, обычные в местах обитания ос, по-видимому, не способны стабильно заражать их и заменять нативных симбионтов.
• Контроль передачи: Эксперименты с безсимбионтными осами, заражёнными либо их нативным симбионтом, либо родственной бактерией из окружающей среды, показали, что хотя оба микроба росли в усиках ос, только нативный симбионт успешно передавался потомству.

Вывод: Стратегия пчелиных волков по передаче подходящих симбионтов обеспечивает уникальное понимание того, как симбиоз может оставаться стабильным в течение миллионов лет. Предотвращая передачу других, возможно вредоносных микробов, осы защищают кокон от инфекций и гарантируют, что потомство унаследует истинного защитного симбионта.