batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Categories:

Cлизистый VIP-коридор для бактерий клопа

Удобно вы устроились: еда поступает в передний конец вашей пищеварительной системы, проходит по ней, попутно расщепляясь на молекулы, которые затем всасываются с самыми благими намерениями, и выходит непереваренными остатками через конец задний. А теперь попробуйте вот так: еда поступает в передний конец пищеварительной системы, проходит полпути, и тут вам – стоп! Дальше – никакого пищеварения, еде и жидкостям вход воспрещен, хоть ты лопни. Там элитный квартал, в котором живут бактерии, и только у них есть право туда войти.



Примерно так все устроено у клопов. Ваши кишечные микробы свободно плескаются в потоках пищи, усердно помогая вам ее переваривать, а у клопов они предпочитают отгородиться от пищеварительной суеты, уютно устроившись в закрытой VIP-зоне, где сидят на белых диванчиках с девчонками на коленях и изможденно обмахиваются жгутиками. Ну, это лишь догадки – вообще говоря, никто толком не знает, чем они там занимаются. Но явно чем-то важным. Если не дать им туда пройти, клоп никогда не вырастет и помрет в раннем детстве, став ангелочком.

Ученые знают топографию пищеварительной системы клопов: первые три отдела (M1, M2 и M3 на фотографии ниже) служат для пищеварения и всасывания питательных веществ, а еще один (M4, включая M4B) выложен многочисленными камерами, заполненными бактериями. Известно и имя этих бактерий – Burkholderia. Из всех микробов, которые могут проникать в клопов извне, лишь они попадают в четвертый отдел пищевого тракта. Остальные – не проходят. За эту строгую селективность отвечает очень узкий коридор (CR) – неприметный орган, который только в этом году удалось обнаружить специалистам из Университета Хоккайдо в Саппоро (Япония).



Год назад руководители научной группы Йошитомо Кикути и Цубаса Обаяши скормили юным клопам Riptortus pedestris бактерий Burkholderia, помеченных светящейся зеленой молекулой, и увидели, что они выстроились в очередь на входе в этот коридор, а потом в течение нескольких часов медленно протискивались по нему в направлении своего излюбленного четвертого отдела. Позднее ученые на примере уже постельных клопов продемонстрировали, что вода, меченная красным пищевым красителем, в отличие от означенных бактерий в этот коридор не проходит.

Как показало новое исследование, коридор невероятно узкий – тысячные доли миллиметра шириной. Кроме того, он заполнен слизью, исполняющей функцию затычки. Бактериям Burkholderia удается ее преодолеть благодаря прекрасной физической подготовке и мощному жгутику. Если с помощью искусственной мутации бактерию лишить этого изящного жгутика, то она не сможет пройти коридор.

С другой стороны, у кишечных и сенных палочек тоже есть жгутики, но они почему-то не могут проникнуть в четвертый отдел по слизистому коридору. Возможно, бактериям Burkholderia это удается благодаря каким-то особенным ферментам, которые позволяют крушить слизь в подмогу жгутику. Или же они обладают особой устойчивостью к антибактериальным веществам и ферментам самих клопов, что обеспечивает им щадящий фейсконтроль.

Похожим образом, например, происходит заселение светящихся симбиотических бактерий Vibrio fischeri в мантийные камеры гавайских кальмарчиков Euprymna scolopes. Касаясь клеток моллюска, эти бактерии запускают гены, ответственные за производство антимикробных веществ, нетерпимых ко всем микробам, кроме V. fischeri. В результате они становятся единственными поселенцами в светящихся органах кальмара.


Клоп Riptortus pedestris – соевый вредитель. Фото: Yoshitomo Kikuchi

Коридорный орган-сортировщик предположительно имеется в пищевых трактах большинства клопов, которых насчитывается порядка 40 тысяч видов. У некоторых он за ненадобностью утратился – в этих случаях попадание нужных микробных симбионтов в юные насекомые тела гарантируется иными способами. Например, родители сами помещают капсулы с нужными бактериями возле кладок яиц либо измазывают кладку слизью, наполненной микробами. У таких клопов коридор атрофируется, превращаясь в вялую ниточку, и отделы пищевого тракта, по сути, оказываются разделены.

Как же эти пахучие насекомые избавляются от пищевых отходов, спросите вы. Может, они не избавляются вовсе, а просто набухают помаленьку и лопаются, как скорпионы Ananteris, потерявшие хвост, а с ним и возможность испражняться? Ну нет, эксперименты с меченой водой показали, что пища всасывается в передней половине тракта и отправляется в мальпигиевы сосуды – аналог ваших почек. Оттуда она переходит обратно в кишечник, но уже в самый его конец – и выбрасывается из тела какашеньками. Таким образом, клопы решили перенаправить пищевой поток в обход отдела, заселенного бактериями! Теперь вы понимаете, насколько эти маленькие сожители важны для клопов. Чем же, черт возьми, они там занимаются?

По материалам: National Geographic
Научная статья: PNAS (Ohbayashi et al., 2015)
Tags: микробы, насекомые
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments