Грибы косят муравьев

Предложен инсектицид, блокирующий работу иммунитета насекомых

Справиться с термитами помогут бактерии и грибы, правда, только после обработки насекомых новым инсектицидом, блокирующим работу иммунной системы. Придётся ли дополнительно выводить особо агрессивных микробов, станет известно по результатам полевых испытаний.

Способность насекомых мгновенно приспосабливаться к самым радикальным изменениям окружающей среды неудивительна. Во-первых, простое и при этом надежное строение организма обеспечивает гигантский запас прочности. Во-вторых, относительно небольшая продолжительность жизни, плодовитость и многочисленность каждого вида позволяют легко жертвовать миллионами жизней в угоду естественному отбору.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2446698",
    "incutNum": 1,
    "repl": "<1>:{{incut1()}}",
    "uid": "_uid_3208518_i_1"
}

Если добавить сюда развитую социальную структуру, специализацию внутри вида и мощные сигнальные системы, то становятся окончательно понятны не только скорость распространения термитов и муравьев по планете, но и опасения фермеров и всех тех, кто живет за деревянными стенами.

Наверняка Марк Балмер из Северовосточного университета читал в детстве Герберта Уэллса, ведь предложенный способ борьбы с опасным и практически неуязвимым противником очень напоминает сюжет «Войны миров», где воинственные пришельцы с Марса прекратили захватывать Землю, сраженные болезнетворными микроорганизмами, к которым у них не было иммунитета.

Авторы публикации в Proceedings of the National Academy of Sciences сделали неуловимых термитов уязвимыми для ещё более неуловимых бактерий и грибов.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2886978",
    "incutNum": 2,
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3208518_i_2"
}

Казалось бы, сотни разнообразных инсектицидов должны обеспечивать достойную защиту посевов и домов. Но термиты и здесь отличились — во-первых, групповой образ жизни обеспечивает отличную приспосабливаемость, во-вторых, в отличие от той же саранчи, колонии термитов могут долгое время жить «затаившись», да и способны проникать в самые защищенные хранилища, растаскивая урожай. Результат — ежегодный убыток примерно на $30 миллиардов только в США.

Конечно, можно было в «профилактических целях» пропитывать весь собранный урожай тоннами универсальных инсектицидов, но если вспомнить историю ДДТ или того же карбофоса, то можно понять, что ничего хорошего этот процесс не принесет.

Одна из причин успеха Балмера и его коллег заключается в особенности иммунной системы термитов. Защитные механизмы насекомых существенно отличаются от наших — вдобавок к универсальным макрофагам они задействуют и РНК-интерференцию для борьбы с вирусами и специальные рецепторы для связывания отдельных типов бактерий. Среди последних особое внимание бостонских ученых привлекла группа «белков, связывающихся с грамм-негативными бактериями» (GNBP).

Оказывается, у термитов они выступают не только в роли «сигнализации», сообщающей о попадании в организм патогенов, но и обладают самостоятельной ферментной активностью, разрушая стенку бактерий и даже некоторых грибков.

Термиты

Isoptera, народное название – белые муравьи) – отряд общественных новокрылых насекомых с неполным превращением.
Как и все общественные насекомые, особи термитов чётко делятся на три основных группы: рабочих особей, особей солдат и особей, способных к половому размножению. Рабочие термиты имеют мягкое белое тело, как правило, менее 10 мм в длину. Глаза редуцированы или отсутствуют. В противоположность им, репродуктивные особи имеют темное тело и развитые глаза, а также две пары длинных треугольных крыльев, которые, однако, сбрасываются после единственного в жизни репродуктивной особи полёта.

Как группа термиты произошли от таракановых в триасовом периоде, на основании чего некоторые энтомологи включают термитов в отряд тараканообразных. Тараканы рода Cryptocercus, знаменитые своей развитой для тараканообразных заботой о потомстве, носят в кишечнике микрофлору, схожую с таковой у термитов, а среди термитов имеется примитивный вид Mastotermes darwiniensis, по характеристикам близкий как к тараканам, так и к другим термитам.

Неизвестно, каким именно путём термиты пришли к общественному образу жизни, уникальному среди насекомых с неполным превращением, но известно, что ранние термиты были крылатыми и имели сходный между собой облик. Останки термитов достаточно часто встречаются в янтарях разных периодов.

Термиты распространены в тропических и субтропических регионах и насчитывают 2750 видов. В России обитают два вида термитов (в районах Сочи и Владивостока).

Эти рецепторы адресно связываются с определенными сахарами клеточной стенки и частично разрушают их, нарушая целостность оболочки. После чего органеллы и жизненно важные структуры попросту «вытекают» из клетки. Тот же самый механизм срабатывает и для некоторых грибков, в стенке которых тоже достаточно сахаров.

Найти достойный ингибитор GNBP рецепторов не составило труда. Производное глюкозы GDL, во-первых, отлично блокирует работу ферментов, а во-вторых, что не менее важно, не обладает выраженными токсическими эффектами на млекопитающих. Эффект in vivo оказался не менее впечатляющим — колонии термитов после инъекции GDL с последующим введением патогенного грибка или бактерий полностью вымирали к 5 суткам, в отсутствие GDL на это требовалось 9 дней.

Интересно, что даже без дополнительного заражения грибком колония после обработки новым инсектицидом полностью вымирала к 7 суткам.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "2933674",
    "incutNum": 3,
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3208518_i_3"
}

Ученые связывают это с тем, что грибок Metharhizium anisopliae в небольшом количестве всегда присутствует в окружении термитов, что подтвердилось и «вскрытием». Среди пока не разрешенных вопросов — необъяснимый разброс эффекта между разными колониями. Кроме того, ученые рассчитывают определить восприимчивость к этому препарату у других насекомых (дрозофила, например, к нему нечувствительна) и понять, может ли он распространяться среди колонии после обработки только некоторых её представителей.

Быть может, пока эта проблема в целом не характерна для жителей России, но с учетом быстрого распространения агрессивных американских термитов по планете и нам в скором времени придётся с ней столкнуться.