Бактерии, обитающие в кишечнике у древесных муравьёв рода Cephalotes, играют важную роль в переработке и усвоении веществ, необходимых муравьям, чтобы создавать прочные экзоскелеты.
В работе, опубликованной 29 января в журнале Nature Communications, исследователи проследили, как кишечные бактерии связаны со строением экзоскелетов муравьёв.
Муравьи могут быть растительноядными, всеядными, падальщиками или хищниками. Растительноядным в рационе не хватает азота для синтеза некоторых аминокислот, но в процессе эволюции они приобрели симбиотических кишечных микробов, которые перерабатывают растительные вещества в пищеварительной системе насекомого и преобразовывают их в незаменимые аминокислоты. Плотоядные и всеядные получают эти вещества непосредственно из своего питания.
Несколько предыдущих опытов на жуках показали, что при уничтожении кишечных бактерий с помощью антибиотиков экзоскелет жука становится тоньше и бледнее.
В этот раз энтомолог Корри С. Моро (Corrie S. Moreau) и его коллеги из Корнелльского университета (Cornell University) наблюдали за двумя группами муравьёв рода Cephalotes. У муравьёв одной из групп кишечные бактерии были в основном уничтожены антибиотиками, а вторая, контрольная группа оставалась нетронутой.
Исследователи кормили обе группы продуктами, обогащёнными соединением с высоким содержанием азота — меченой особым изотопом мочевиной-15N2. Затем учёные отслеживали, сколько азота муравьи смогли усвоить без бактерий, и сравнивали, насколько лучше элемент усваивается у контрольной группы.
Поскольку у взрослых муравьёв экзоскелет уже полностью сформирован, режим кормления соблюдался на протяжении всего периода развития насекомых, включая личиночную и кукольную стадии.
В конце концов, исследователи измерили экзоскелеты и обнаружили, что у необработанных антибиотиками муравьев они были примерно в два раза толще. Используя метод масс-спектроскопии, Моро и его коллеги искали служащий в эксперименте химической меткой изотоп азота внутри компонентов экзоскелета. В контрольной группе исследователи обнаружили в четыре раза больше искомого изотопа в хитине (биополимере, который является основным компонентом экзоскелетов насекомых), белках скелета, а также в соединительных волокнах.
Подготовка материала: Мария Толмачёва