Бактерии отпугнули хищников запахом земли после дождя

Круглый червь Caenorhabditis elegans поедает колонию актинобактерий

Zaroubi et al. / Applied and Environmental Microbiology, 2022

Биологи из Канады выяснили, что почвенные актинобактерии отпугивают хищных червей, выделяя 2-метилизоборнеол, а также геосмин — вещество, которое отвечает за характерный запах земли после дождя. Так бактерии предупреждают хищников о том, что они ядовиты. Ученые отмечают, что это первая находка предупреждающих веществ у бактерий. Исследование опубликовано в журнале Applied and Environmental Microbiology.

За характерный запах сырой земли, который еще называют петрикором, отвечает вещество под названием геосмин. Его продуцируют многие почвенные микроорганизмы, в том числе актинобактерии, цианобактерии и грибы. Роль геосмина в почвенных экосистемах только начинают выяснять. Так, недавно биологи обнаружили, что при помощи геосмина актинобактерии Streptomyces coelicolor привлекают ногохвосток, которые их поедают, но при этом помогают распространять споры. Геосмин, а также другой терпен 2-метилизоборнеол привлекают красных огненных муравьев, так как актинобактерии, которые выделяют эти вещества, подавляют рост опасных для муравьев грибов.

Канадские ученые во главе с Лианой Заруби (Liana Zaroubi) из Университета Конкордии установили еще одну роль геосмина в почвенных экосистемах. Оказалось, что актинобактерии с его помощью отпугивают хищников — в лабораторных условиях это были круглые черви Caenorhabditis elegans.

Биологи выяснили, что наличие геосмина и 2-метилизоборнеола в чашках Петри изменяет характер движения ценорабдитисов, заставляя их быстрее двигаться и чаще менять направление движения. Исследователи решили определить, как черви воспринимают эти вещества. Для этого использовали два типа мутантов: с нарушенным обонянием и с нарушенными вкусовым восприятием. Оказалось, что первые мутанты продолжали реагировать на терпены, а вот вторые их не воспринимали. Так ученые выяснили, что за восприятие этих веществ отвечают вкусовые нейроны ASE.

Эксперименты показали, что сами терпены не токсичны для червей, однако исследуемые бактерии S. coelicolor выделяют также токсичные метаболиты, которые опасны для ценорабдитисов. Таким образом, геосмин и 2-метилизоборнеол сигнализируют о том, что бактерии ядовиты.

Ученые заключают, что эти терпены в бактериальном мире выступают аналогом предупреждающей окраски ядовитых животных. Заруби и ее коллеги отмечают, что это первая находка у бактерий предупреждающих веществ.

Ценорабдитисы в дикой природе обитают в основном в гниющих растительных остатках, а не в почве, и в этой среде сами подвергаются большой опасности от членистоногих хищников. Биологи выяснили, что избегать шумных членистоногих им помогает слух. При этом в роли органа слуха выступают кутикула и два типа нейронов.

Семён Морозов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.