Сахарные жуки вида Odontotaenius disjunctus, обитающие на юго-востоке США, используют микроорганизмы, вырабатывающие антибиотики и вещества противогрибкового действия, чтобы защищаться от различного рода инфекций. Насекомые передают эти микроорганизмы от поколения к поколению во время кормления личинок своими фекалиями. Если понять, как именно работают эти “полезные бактерии”, врачи смогут разработать более действенные методы борьбы с устойчивыми к антибиотикам бактериями, пишут исследователи, чья научная работа была опубликована в журнале ELife.

Образ жизни Odontotaenius disjunctus, одного из видов сахарных жуков, многим людям может показаться весьма неприятным: эти черные блестящие насекомые питаются своими фекалиями, используют их для того, чтобы сделать стены своих жилищ ровными, возводят  вокруг своих личинок специальные защитные камеры из фекалий.

Каким бы отвратительным такое поведение ни казалось человеку, для сахарных жуков это часть продуманной стратегии, которую насекомые применяют, чтобы сохранить свое здоровье и продлить жизнь. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли изучили социальные группы сахарных жуков и выяснили, что слизь этих насекомых изобилует антибиотиками и веществами противогрибкового действия, аналогичными тем, которые люди употребляют для борьбы с бактериальными и грибковыми инфекциями. 

Эти химические вещества вырабатывает группа полезных бактерий — актиномицетов, живущих в организмах сахарных жуков, насекомых они защищают от различных инфекций. Актиномицеты, по-видимому, передаются от насекомого к насекомому и от колонии к колонии во время копрофагии — поедания собственных или чужих экскрементов. 

По словам ученых, изучение симбиотических отношений между сахарными жуками и бактериями-актиномицетами, а также понимание работы актиномицетов в организмах насекомых и исследование антимикробных соединений, содержащихся в слизи, может принести огромную пользу медицине. А именно ускорить открытие новых антибиотиков и помочь врачам разработать более действенные методы, которые бы помогли бороться с устойчивыми к антибиотикам бактериями. Многие из тех лекарств, которые сегодня есть в арсенале врачей для лечения бактериальных инфекций, становятся все менее эффективными из-за распространения устойчивых к ним штаммов микроорганизмов.

[Статья по теме: Эти животные выдают себя за других животных. Зачем они это делают?]

Большинство антибиотиков и противогрибковых средств, которые принимают люди, производят сами микробы. Эти вещества микроорганизмы используют как оружие против других микробов, чтобы очистить свое “жизненное пространство” от конкурентов. Что крайне важно ученым, так это выяснить, как именно бактерии пользуются этим “оружием”.

«Когда ученые открывают новый антибиотик и начинают его применять, бактерии, против которых он направлен, уже через несколько лет вырабатывают устойчивость к этому веществу. Но мы знаем, что в природе микроорганизмы, производящие этот же антибиотик, “пускают его в бой” против своих “врагов” миллионы лет, при этом “конкуренты” почему-то не приобретают резистентность, — объясняет Мэтью Тракслер, один из авторов исследования, доцент кафедры биологии растений и микробов Калифорнийского университета в Беркли. — Получается, что одно и то же вещество люди и микробы используют по-разному. Последние это делают более эффективно. Если мы узнаем, в чем именно состоит разница, то сможем добиться больших успехов в развитии медицины». 

Сахарные жуки не единственные насекомые, которые производят антибиотики, это делают также муравьи-листорезы, лубоеды южные сосновые, осы пчелиные волки. 

«Выгоду от симбиотических отношений с актиномицетами извлекают многие насекомые, — говорит Тракслер. — Например, муравьи-листорезы и пчелиные волки в процессе эволюции даже развили специальные структуры в своих телах, чтобы переносить эти полезные бактерии на большие расстояния, — в отделе грудной клетки и на концах усиков, соответственно».

Что касается сахарных жуков, то каких-то специальных структур для переноса или укрытия бактерий в их теле исследователи не обнаружили. Однако это может быть и преимуществом жуков, подчеркивают ученые. 

«У муравьев-листорезов и пчелиных волков наблюдается связь только с одним конкретным видом бактерий-актиномицетов, а у сахарных жуков более чем с тридцатью. Мы это выяснили, изучив их среду обитания — жилища-тоннели, построенные в гнилой древесине, — говорит Тракслер. — Чем более разнообразный набор актиномицетов в среде обитания сахарных жуков, тем больше видов антибиотиков и веществ противогрибкового действия встречается в “домах” этих насекомых».

Авторы исследования объясняют, когда сахарные жуки пользуются своими фекалиями, чтобы сделать стены жилищ ровными и построить защитные камеры вокруг личинок, насекомые фактически защищают свою жизнь от грибковых инфекций и патогенных бактерий, в противном случае эти возбудители просто кишели бы в гнилой древесине. Когда же жуки поедают фекалии и кормят ими своих личинок, они сохраняют полезные бактерии и передают их новому поколению.

Специалисты продолжат и дальше изучать сообщества сахарных жуков, чтобы лучше понять связь между этими насекомыми и актиномицетами, а также в дальнейшем открыть новые антибиотики, которые можно было бы использовать в медицине.

Предлагаем дружбу: Twitter, Facebook, Telegram

Следите за всем новым и интересным из мира науки на нашей страничке в Google Новости, читайте в Яндекс Дзен наши материалы, не опубликованные на сайте