Жуки-короїди використовують антибіотики дерев проти грибків

Природа створює дивовижні адаптації, які іноді призводять до того, що організми опиняються в незвичайних ситуаціях. Взаємовідносини між короїдами, ялиновими деревами та певним видом грибка є яскравим прикладом таких складних зв'язків. Згідно з новим дослідженням, опублікованим у виданні Proceedings of the National Academy of Sciences, короїди захищають себе від грибкових інфекцій, використовуючи накопичені деревами антибіотичні сполуки. Однак грибок все ще вміє стримувати популяцію жуків, інфікуючи та вбиваючи частину їхньої популяції.

Вивчення способів, якими кожен організм адаптувався до своїх сусідів, може допомогти науковцям створювати органічні засоби боротьби з паразитами, зазначають дослідники.

Ялинові короїди Ips typographus є поширеними шкідниками, які проникають глибоко в дерево, висмоктуючи поживні речовини. Хоча короїди рідко бувають достатньо агресивними, щоб фактично вбити дерево, їхня присутність може становити загрозу для тих дерев, які ослаблені природними або техногенними катастрофами. Більше того, згідно зі звітом Програми інтегрованого управління шкідниками Каліфорнії, мало що можна зробити для контролю більшості короїдів після того, як дерева вже атаковані.

Потім є грибок Beauveria bassiana. Цей грибок не є другом ні дерева, ні жука. Як патогенний вид, він може інфікувати обидва організми. Дослідники, які стоять за новим дослідженням, задалися питанням, чи можуть жуки використовувати багаті захисні ресурси ялинового дерева для захисту від грибка.

Щоб з'ясувати це, команда провела детальний хімічний аналіз антибіотичних речовин, які виробляють ялинові дерева для боротьби з грибковими інфекціями. Їхнє дослідження показало, що жуки використовували ці сполуки для власного захисту. Несподівано це передбачало складний процес, у якому комахи перетворювали ці хімічні речовини на ще більш токсичні субстанції з більшою захисною здатністю проти грибкових атак.

Руо Сун, провідний автор дослідження та біохімік з Інституту хімічної екології Макса Планка в Єні, Німеччина, заявила, що команда не очікувала, що жуки зможуть перетворювати захисні механізми ялини в більш токсичні похідні таким цілеспрямованим способом.

Дослідники також виявили, що грибки змогли адаптуватися до нових захисних механізмів жуків. Загалом хімічний захист дерева зазнав множинних трансформацій та ретрансформацій по всьому харчовому ланцюгу, що має далекосяжні наслідки для еволюційної гонки озброєнь між господарями, шкідниками та патогенами, зазначають науковці.

Малоймовірно, що будь-який організм, залучений до цієї системи, свідомо тримає інших на відстані, але це, безумовно, природне рішення для боротьби зі шкідниками, згідно з дослідженням. Наприклад, вчені могли б черпати натхнення від грибка для створення більш ефективних пестицидів. Деякі штами грибків природним чином інфікували та вбивали жуків, повідомила Сун. Тому визначення цих штамів стало центральною метою їхнього дослідження, додала вона.

Це дослідження демонструє складність природних екосистем, де кожен учасник розвиває власні стратегії виживання. Ялинові дерева виробляють антибіотичні сполуки для захисту від грибкових інфекцій. Короїди, які живляться деревами, навчилися не лише використовувати ці сполуки, але й модифікувати їх для власного захисту. Грибки, у свою чергу, еволюціонували, щоб долати ці захисні механізми.

Така тристороння взаємодія представляє собою приклад коеволюції, коли зміни в одному виді викликають адаптивні зміни в інших. Розуміння цих механізмів може мати практичне застосування в сільському господарстві та лісництві, де боротьба зі шкідниками залишається актуальною проблемою.

Використання природних патогенів, таких як Beauveria bassiana, для біологічного контролю шкідників може стати альтернативою хімічним пестицидам. Це особливо важливо в контексті зростаючої стійкості шкідників до традиційних засобів захисту та потреби в екологічно безпечних методах боротьби з ними.