Специальные бактерии в микрофлоре кишечника земляных шмелей отражают атаки одноклеточных паразитов, от которых страдают прочие виды шмелей, ведущих одиночный образ жизни, сообщают швейцарские биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Земляные шмели Bombus terrestris живут в больших семьях - типичная «семья» состоит из одной матки и 300-400 взрослых особей, которые собирают нектар, ухаживают за личинками и чистят улей. В последние годы популяции других видов шмелей стремительно уменьшаются из-за паразита-трепаносомы Crithidia bombi, который заражает в кишечник молодых особей и притупляет чувство обоняния насекомого. С другой стороны, Bombus terrestris не подвержены этой эпидемии.
Хауке Кох и Паул Шмид-Хемпель из Федерального технологического института в Цюрихе (Швейцария) попытались найти корень этой «неуязвимости» земляных шмелей. Кох и Шмид-Хемпель предположили, что юные Bombus terrestris могут получать вместе с пищей от своих «нянек-кормилиц» не только пищевую микрофлору, но и набор специализированных бактерий, защищающий их от атак «нахлебников». Ученые вырастили несколько колоний здоровых земляных шмелей в лаборатории и дождались превращения личинок в куколки. После этого они поместили коконы в специальные инкубаторы, где поддерживалась оптимальная температура, освещение и другие условия.
Исследователи разделили новорожденных рабочих шмелей на три группы, первая из которых питалась чистой питательной смесью, вторая — сиропом с добавлением экскрементов взрослых Bombus terrestris, а третья — с добавлением нескольких штаммов бактерий из микрофлоры шмелей. Таким образом, в кишечнике первых микрофлора отсутствовала, у вторых был полный «набор» бактерий, а у третьих — лишь частичный.
Через несколько дней биологи заразили питательную смесь пятью видами Crithidia bombi и накормили ей своих подопечных. Насекомые с полной микрофлорой только в редких случаях не смогли противостоять инфекции Crithidia bombi, тогда как все особи из остальных групп подцепили эту болезнь. Количество и активность трепаносом была примерно одинаковой среди всех зараженных популяций шмелей.
Затем биологи сравнили микрофлору Bombus terrestris с содержанием кишечника других видов шмелей, которые предпочитают жить в одиночестве. Выяснилось, что в пищеварительной системе «отшельников» практически отсутствует ряд штаммов бацилл из семейства бетапротеобактерий, к числу которых относятся возбудители некоторых форм менингита.
Как отмечают авторы статьи, земляные шмели получают свою порцию бетапротеобактерий при выходе из куколки вместе с остальной частью микрофлоры. Во время этой стадии кишечник личинки «стерилизуется» сильнодействующим набором природных антибиотиков, из-за чего молодое насекомое поглощает часть экскрементов взрослых сородичей в качестве своего первого обеда.
Одиночные виды шмелей редко встречаются с другими особями своего вида до начала сезона размножения и не поглощают их выделения, что объясняет отсутствие такой формы иммунитета к паразиту.
Ученые полагают, что земляные шмели и паразиты Crithidia bombi могут стать хорошей платформой для исследований взаимодействий между флорой кишечника и различными патогенами, которые пытаются проникнуть в организм через пищеварительную систему.
