Если теплым летним вечером в пивном саду маленькие жуки ныряют в ваше пиво, подумайте о том, чтобы дать им передышку. Называемые «жуками-амброзиями», эти насекомые просто хотят лучшего для себя и своего потомства. Привлеченные запахом алкоголя в холодной жидкости, жуки всегда ищут новую среду для выращивания. А алкоголь играет важную роль в оптимизации урожайности сельскохозяйственных культур, как сообщает международная группа исследователей в текущем выпуске журнала PNAS.
Черный короед и его грибной "урожай"
Жуки-амброзии, которые представляют собой большую группу из нескольких тысяч видов по всему миру, относятся к короедам. Для всех видов характерна способность культивировать грибы. Исследователи, в том числе Питер Бидерманн из отдела экологии животных и тропической биологии Вюрцбургского университета и Института химической экологии им. Макса Планка в Йене, Кристофер Рейнджер (Университет штата Огайо, США), а также Филипп Бенц из Научно-исследовательский институт Технического университета Мюнхена (TUM) исследовал роль алкоголя в выращивании грибов, как это практикуется черным короедом и его грибковым «урожаем».
«Уже давно известно, что алкоголь производится ослабленными деревьями и что эти деревья распознаются и заселяются амброзиевыми жуками», - говорит Бидерманн. Обработка ловушек алкоголем - классический способ поймать этих жуков. «И часто вы найдете жуков длиной примерно два миллиметра в стаканах с пивом, когда пивной сад окружен старыми деревьями», - добавляет Бидерманн.
Устойчивое сельское хозяйство как рецепт успеха
Благодаря результатам исследований Бидермана, Рейнджера и Бенца мы теперь знаем, почему алкоголь так привлекателен для этих насекомых. «Увеличение активности ферментов, разлагающих спирт, позволяет грибкам насекомых оптимально расти в богатой спиртом древесине, в то время как спирт токсичен для других микроорганизмов», - говорит Бидерманн. Чем больше грибов, тем больше пищи для жуков, а больше пищи означает больше потомства. Жуки и их личинки питаются плодовыми телами грибов, которые лучше всего растут при концентрации спирта около двух процентов.
«При таком уровне алкоголя вездесущие плесневые грибы, которые также можно считать «сорняками» грибкового земледелия, растут только еженедельно и не могут перерасти грибные сады», - говорит профессор Бенц. Учитывая эволюционный успех жука, стоит отметить детали его стратегии устойчивого земледелия. «Более 60 миллионов лет животные успешно и устойчиво занимаются сельским хозяйством, хотя их культура - гриб амброзия - является монокультурой.«В отличие от людей-фермеров, насекомые, кажется, не имели проблем с сорными грибами, которые становились устойчивыми к алкоголю.
Коммунальный уход за грибными садами
Бидермана вдохновляют не только сельскохозяйственные навыки жуков-амброзиев. «Они демонстрируют социальное поведение», - говорит эколог. Жуки разделяют работу по возделыванию своих грибных садов: одни очищают туннельные системы, которые въедаются в древесину, другие очищают гнездо от грязи и чистят своих собратьев - всегда с целью оптимизации симбиоза жука и грибка.
Эта система настолько сложна, что, когда они колонизируют новые деревья, животные приносят споры грибов в свои собственные споровые органы. Из «пересаженных» спор вырастают новые грибные сады. Грибы даже способны производить спирт, чтобы оптимизировать окружающую среду.
«Таким образом, грибы, культивируемые амброзиевыми жуками, ведут себя как пивные или винные дрожжи, создавая спиртовой субстрат, в котором могут процветать только они и из которого исключены другие конкурирующие микроорганизмы», - объясняет Бидерманн..
У жуков есть чему поучиться
Бидерманн и Бенц планируют в будущем совместно изучать этих жуков-короедов и их грибковых симбионтов. Один из многих открытых вопросов об образе жизни этих шестиногих друзей и их грибковых «урожаях»: что именно позволяет им выживать в этой пьяной среде? «Конечно, они должны быть более устойчивы к алкоголю, чем другие существа», - говорит Бидерманн. «Эти характеристики также представляют большой потенциальный интерес с биотехнологической точки зрения, поскольку при лучшем понимании их можно будет перенести на другие системы», - добавляет Бенц. Может быть, человечеству есть чему поучиться у жука-короеда.