Муравьи, как и люди, борются с болезнями. Для борьбы с бактериями, вызывающими некоторые из этих заболеваний, некоторые муравьи производят собственные антибиотики. Новое сравнительное исследование выявило некоторые виды муравьев, которые используют мощные антимикробные агенты, но обнаружило, что 40% проверенных видов муравьев не производят антибиотики. Исследование имеет применение в отношении поиска новых антибиотиков, которые можно использовать для лечения людей.
«Эти данные свидетельствуют о том, что муравьи могут стать в будущем источником новых антибиотиков для борьбы с человеческими заболеваниями», - говорит Клинт Пеник, доцент-исследователь в Университете штата Аризона и бывший научный сотрудник в Университете штата Северная Каролина, возглавляющий автор исследования.
«Один из изученных нами видов, муравей-вор (Solenopsis molesta), обладал самым сильным антибиотическим эффектом из всех протестированных нами видов - и до сих пор никто даже не доказал, что они использовали противомикробные препараты», - говорит Адриан Смит, соавтор статьи, доцент-исследователь биологических наук в штате Северная Каролина и глава лаборатории эволюционной биологии и поведения при Музее естественных наук Северной Каролины.
Для этого исследования исследователи проверили противомикробные свойства, связанные с 20 видами муравьев. Они сделали это, используя растворитель для удаления всех веществ с поверхности тела каждого муравья. Полученный раствор затем вводили в бактериальную суспензию. Затем рост бактерий в суспензии сравнивали с ростом бактерий в контрольной группе.
Если бактерии в суспензии, содержащей муравьиный раствор, росли меньше, чем в контрольной группе, это означало, что противомикробный агент работал. Например, суспензия, содержащая соединения муравьев-воров, вообще не показала роста бактерий.
Исследователи обнаружили, что экзоскелеты 12 из 20 видов муравьев содержали какое-то противомикробное средство, в том числе некоторые виды, такие как муравей-вор, у которых ранее не было обнаружено этого. Но восемь видов муравьев, похоже, вообще не используют антибиотики. Или, по крайней мере, любые противомикробные препараты на их экзоскелетах были неэффективны против бактерий, использованных в исследовании.
«Обнаружение вида, несущего мощный противомикробный агент, - хорошая новость для тех, кто заинтересован в поиске новых антибиотиков, которые могут помочь людям», - говорит Смит. «Но тот факт, что многие виды муравьев практически не имеют химической защиты от микробных патогенов, также важен».
Это потому, что общепринятое мнение уже давно состоит в том, что большинство, если не все, виды муравьев несут противомикробные агенты. Но эта работа указывает на то, что общепринятое мнение ошибочно.
«Мы думали, что каждый вид муравьев будет производить по крайней мере какое-то противомикробное средство», - говорит Пеник. «Вместо этого, кажется, что многие виды нашли альтернативные способы предотвращения инфекции, которые не зависят от противомикробных химических веществ».
«Тот факт, что не все муравьи используют противомикробные препараты, подчеркивает важность уточнения нашего поиска видов, которые действительно обещают биомедицинские исследования», - говорит Смит.
Например, муравей-вор тесно связан с красным завезенным огненным муравьем (Solenopsis invicta), который хорошо известен антимикробными свойствами своего яда. Но в нашем исследовании мы обнаружили, что муравей-вор был даже более эффективен против бактерий, чем огненный муравей. Могут быть и другие виды того же рода, которые заслуживают изучения на предмет их антимикробной активности».
Исследователи предупреждают, что это исследование является первым шагом и что оно имеет ограничения. Например, исследователи использовали в своих тестах только один бактериальный агент, а это означает, что неясно, как каждый вид будет действовать против других бактерий.
«Следующие шаги включают в себя тестирование видов муравьев против других бактерий, определение того, какие вещества вызывают антибиотические эффекты, и производят ли их муравьи или получают их в другом месте, и изучение того, какие альтернативные стратегии используют муравьи для защиты от бактериальных патогенов», Смит говорит.