Продолжается одно из самых необычных исследований в защите растений. В 2024 году группа учёных из аспирантского колледжа Монтесильо при Университете Тамаулипаса (Мексика) провела обзор существующих исследований, которые указывают на то, что муравьи-грибоводы из трибы Attini коэволюционировали с определёнными актинобактериями (особенно Streptomyces и Pseudonocardia), которые защищают муравьиный урожай от патогенных паразитических грибов (видов Escovopsis).
Симбиоз между четырьмя группами — муравьями Аттини, грибами, которые они культивируют, грибным паразитом Escovopsis и актинобактериями, которые борются с паразитом, — может привести к созданию новых противомикробных препаратов и пестицидов. Ученые опубликовали результаты своего обзора 42 исследований в журнале Annals of the Entomological Society of America.
Муравьи Аттини являются носителями актинобактерий как в культивируемых ими грибных плантациях, так и в биоплёнках на своих экзоскелетах. Эти актинобактерии обеспечивают первую линию защиты от Escovopsis и других патогенов, включая Fusarium и Syncephalastrum, известных патогенов.
Было показано, что молекулы, продуцируемые актинобактериями, борются с патогенами, обладающими множественной лекарственной устойчивостью, такими как Enterococcus, Staphylococcus aureus, Klebsiella, Acinobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterobacter. Некоторые молекулы даже продемонстрировали многообещающую способность вызывать гибель раковых клеток в лабораторных условиях.
Отношения между этими муравьями и актинобактериями тесные и сложные. Бактерии могут продуцировать метаболиты с антимикробной активностью, а в телах муравьёв в ходе эволюции появились специализированные крипты, способствующие возникновению и размножению бактериальных колоний. Более того, данные свидетельствуют о том, что наиболее распространённые симбиотические актинобактерии более агрессивны против паразитического Escovopsis, чем свободноживущие штаммы этих бактерий. Это может означать, что механизмы отбора штаммов более эффективны для борьбы с паразитами среди этих бактерий, обитающих на муравьях.
«Признанное разнообразие биомолекул, синтезируемых микросимбионтами муравьев, выращивающих грибы, подчеркивает огромный потенциал микробиоты этих насекомых как ценного биотехнологического ресурса для борьбы с заболеваниями как в сельскохозяйственных, так и в клинических условиях», подчеркивают исследователи и перечисляют некоторые из молекул:
- Герумицины, синтезируемые Pseudonocardia, оказывают противогрибное действие против Escovopsis даже в низких концентрациях. Генетическая диверсификация и рекомбинация, наблюдаемые в герумицинах, предотвращают развитие устойчивости патогенов к одной и той же антимикробной молекуле.
- Сельвамицин — противогрибной препарат, аналогичный существующим коммерческим продуктам, но имеющий уникальную структуру углеводов, которая делает его более растворимым в воде, что может улучшить механизм его действия против грибов.
- Антимицины, обычно встречающиеся в актинобактериях, имеют весьма разнообразную структуру и могут действовать, блокируя митохондриальный транспорт электронов и, таким образом, останавливая метаболизм грибных клеток.
В сельском хозяйстве муравьи-грибоводы Atta и Acromyrmex могут уничтожать большие объёмы растительного материала, поэтому считаются серьёзными сельскохозяйственными вредителями. Однако, демонстрирует данное исследование, при более пристальном внимании можно обнаружить, как враги превращаются в друзей.
Дальнейшее изучение симбиотического микробного разнообразия муравьёв-грибоводов продолжается уже в новом контексте. «В современных исследованиях следует применять целостный подход, рассматривающий муравьёв как холобионта (комбинацию хозяина и других видов), что необходимо для успешного биотехнологического применения микроорганизмов, связанных с Аттини, и их вторичных метаболитов», заключают исследователи.
Источник: Annals of the Entomological Society of America.
На фото вы видите грибной сад муравьев Атта. Это фото сделано Eduardo A. Esquivel Rios (Eduardo27) и размещено на сайте Mushroom Observer , сайте микологических изображений. Номер изображения 214876 на сайте Mushroom Observer, сайте микологических изображений.
