Бактерии оказались «связными» в общении тараканов

Американские ученые показали, что кишечная микрофлора рыжих тараканов выделяет феромоны, способствующие их агрегации. Статья опубликована в журнале PNAS.

Рыжие тараканы, или прусаки (Blattella germanica), очень социальны и склонны к формированию крупных агрегаций. Постоянный контакт с представителями своего вида дает тараканам множество преимуществ, облегчая поиск пищи и партнеров, помогая в терморегуляции и предотвращая обезвоживание. Это социальное поведение тараканов регулируется так называемыми феромонами агрегации. Множество разных типов таких феромонов неоднократно обнаруживали в фекалиях тараканов, однако до сих пор было неизвестно, где именно они вырабатываются. В качестве кандидатов на выработку этих феромонов ученые рассматривали ректальные железы и кишечную микрофлору. Ранее было показано, что кишечная микрофлора участвует в выработке феромонов агрегации у саранчи, поэтому авторы статьи решили проверить, работает ли тот же механизм для рыжих тараканов.

Поскольку кишечная микрофлора попадает в организм из внешней среды, авторы предположили, что если кишечные бактерии действительно участвуют в выработке феромонов агрегации, содержание этих феромонов в фекалиях и поведение тараканов будет зависеть от условий, в которых выращены насекомые. Для проверки этого предположения ученые разделили тараканов на две группы. Первую группу выращивали в стерильных (безбактериальных) условиях, давая стерильный корм и воду и тщательно защищая от контаминации бактериями из внешней среды, чтобы не допустить развития кишечной микрофлоры. Вторую, контрольную группу содержали в обычных условиях. После этого авторы измеряли содержание феромонов в фекалиях обеих групп и сравнивали поведение тараканов при контакте с разными образцами фекалий.

Анализ показал, что в фекалиях безбактериальных тараканов (не имеющих кишечной микрофлоры) отсутствуют 12 основных феромонов агрегации, а оставшиеся 24 типа феромонов представлены в крайне низкой концентрации. Поведенческие тесты продемонстрировали, что экстракт фекалий безбактериальных насекомых значительно меньше привлекают других тараканов, чем фекалии контрольной группы, и совсем не способствуют их агрегации.

Чтобы доказать, что феромоны вырабаются именно микрофлорой, авторы изолировали кишечную микрофлору контрольной группы тараканов, культивировали и пересадили в кишечник безбактериальных тараканов. После этого экстракт фекалий таких тараканов снова проанализировали в поведенческих тестах. Оказалось, что пересадка бактерий значительно повысила частоту, с которой другие тараканы выбирали фекалии в тестах на предпочтение, и восстановила реакцию агрегации при контакте с такими фекалиями.

Эти результаты, как заключают авторы, доказывают, что кишечная микрофлора играет первостепенную роль в выработке феромонов агрегации у рыжих тараканов. Кроме того, поскольку состав кишечной микрофлоры отражает состав бактерий в окружающей среде, полученные результаты объясняют различия состава феромонов для разных колоний тараканов, а также склонность тараканов возвращаться в излюбленные места агрегаций.

Софья Долотовская