甲蟲(chóng)幼蟲(chóng)如何在腐肉上茁壯成長(zhǎng)
埋葬的甲蟲(chóng)Nicrophorus vespilloides將小動(dòng)物的尸體埋在土壤中,用它們作為后代的食物來(lái)源。然而,胴體和繁殖地點(diǎn)極易受微生物分解和腐敗的影響,導(dǎo)致有毒物質(zhì)的產(chǎn)生,微生物病原體的生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自馬克斯 - 普朗克化學(xué)生態(tài)研究所,美因茨大學(xué)和德國(guó)吉森大學(xué)的研究人員表明,Nicrophorus vespilloides甲蟲(chóng)能夠用自己有益的腸道共生體取代有害微生物,從而轉(zhuǎn)變?yōu)殡伢w進(jìn)入一個(gè)帶有微生物群落的苗圃,甚至促進(jìn)幼蟲(chóng)生長(zhǎng)。該研究發(fā)表在“ 美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上。
埋葬甲蟲(chóng)如何防止腐肉分解
埋葬甲蟲(chóng)利用營(yíng)養(yǎng)豐富,但具有挑戰(zhàn)性的育種資源:它們的幼蟲(chóng)以小動(dòng)物的尸體為食。如果這些甲蟲(chóng)無(wú)法使用,則尸體通常由微生物分解器接收。在自然條件下腐肉的分解與微生物病原體和競(jìng)爭(zhēng)者的生長(zhǎng),毒性代謝物的積累和快速的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失有關(guān)。
一組科學(xué)家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),埋葬甲蟲(chóng)Nicrophorus vespilloides 通過(guò)從其腸道接種有益微生物來(lái)保護(hù)其后代的食物來(lái)源。研究人員通過(guò)基因特征對(duì)細(xì)菌和真菌群落進(jìn)行了基因鑒定,并比較了微生物代謝活動(dòng)。他們還量化了腐胺和尸胺,與腐肉腐爛有關(guān)的惡臭有機(jī)化合物和氨基酸。“屠體的利用并不涉及微生物的抑制,而是用甲蟲(chóng)的腸道微生物取代原生微生物群落。例如,傾向的尸體顯示出與土壤相關(guān)的霉菌的抑制,但甲蟲(chóng)相關(guān)酵母的生長(zhǎng)。微生物群落的轉(zhuǎn)變 馬克斯普朗克化學(xué)生態(tài)研究所的第一作者Shantanu Shukla解釋說(shuō),這導(dǎo)致了甲殼蟲(chóng)胴體的生化變化。
共生體對(duì)幼蟲(chóng)發(fā)育的重要性
研究人員然后想知道這些變化是否有益于在捍衛(wèi)和準(zhǔn)備屠體方面投入如此之多的昆蟲(chóng)。因此,他們通過(guò)測(cè)量有和沒(méi)有腐肉上存在的微生物共生體的幼蟲(chóng)性能來(lái)測(cè)試腐肉微生物群對(duì)宿主適應(yīng)性的影響。對(duì)幼蟲(chóng)生長(zhǎng)的負(fù)面影響相當(dāng)大:用去除基質(zhì)的胴體喂養(yǎng)的幼蟲(chóng)雖然消耗了相同數(shù)量的胴體組織,卻顯著減少了。
“我們的研究顯示了昆蟲(chóng)如何通過(guò)在其內(nèi)臟和外部培育它們的共生體來(lái)改變它們的棲息地,以增加適應(yīng)性。埋藏的甲蟲(chóng)是共生的開(kāi)發(fā)具有挑戰(zhàn)性的資源的一個(gè)迷人的例子,”資深作者Heiko沃格爾總結(jié)道。
鑒定酵母的潛力
現(xiàn)在將更詳細(xì)地研究鑒定的酵母,特別是它們?cè)诮舛靖瘮‘a(chǎn)物中的作用和(預(yù))消化腐肉以使甲蟲(chóng)幼蟲(chóng)受益。“由于甲蟲(chóng)傳播的微生物體抑制了潛在有害和產(chǎn)生毒素的細(xì)菌和真菌的生長(zhǎng),因此有必要更密切地探索潛在的抗菌藥物,因?yàn)樗鼈円部赡芘c醫(yī)療應(yīng)用相關(guān),”領(lǐng)導(dǎo)者Andreas Vilcinskas說(shuō)道。參與弗勞恩霍夫分子生物學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所的抗生素研究。
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