Пчелиные волки – осы из рода Philanthus – строят свои жилища в земле, где и выращивают свое потомство. Пчелиные волки питаются пчелами и кормят ими свое потомство. Живя в подземных условиях повышенной влажности и присутствия большого количества грибков и бактерий, осы и их личинки постоянно находятся под угрозой воздействия большого количества вирусов и болезнетворных микроорганизмов.
Группа ученых во главе с Мартином Кальтенпотом и Алесом Сватосом из Регенсбургского университета и Института химической экологии имени Макса Планка в Германии впервые показала, что для защиты личинок от болезнетворных организмов осы используют комбинацию из девяти антибиотиков, которые равномерно распределены в оболочке зародышей.
Для выработки этих антибиотиков осы используют несколько видов бактерий, с которыми живут в симбиозе.
"Это кажется удивительным, но мы действительно очень мало знаем о важности антибиотиков в природе. Теперь мы можем лучше судить о той роли, которую эти вещества выполняют во взаимоотношениях различных живых организмов", – сказал Сватос.
"Мы полагаем, что симбиоз, который мы наблюдаем между пчелиными волками и стрептомицетовыми бактериями, гораздо более распространен в природе, чем было принято считать до сих пор. Анализ этих антибиотиков позволяет нам понять не только эволюционные предпосылки такого симбиоза, но может также привести к открытию новых типов лекарств для медицинских нужд", – добавил Кальтенпот.
Симбиоз бактерий и ос был показан группой Кальтенпота еще несколько лет назад. Ученые доказали, что несколько видов бактерий живут и размножаются в специальных железах на рогоподобных отростках на голове взрослых особей ос.
Эти особи переносят бактерии на подвесе, которым растущая и развивающаяся личинка прикрепляется к своду подземного жилища пчелиных волков. С этого подвеса бактерии перебираются в оболочку личинки, где и живут, увеличивая тем самым шансы личинки выжить и развиться до взрослой особи.
Каким образом достигается это увеличение шансов на выживание, ученые до последнего времени не знали.
Коллектив авторов в своей новой работе с помощью новой методики идентификации и количественного анализа химических соединений, основанной на технологии масс-спектрометрии, сумел показать, что симбиотические молекулы вырабатывают "коктейль" из антибиотиков в оболочке личинок.
Этот "коктейль" служит очень надежной защитой против болезнетворных микроорганизмов и вирусов, защитить личинки от которых с помощью какого-либо одного антибиотика было бы невозможно.
"Наше открытие означает, что миллионы лет назад пчелиные волки их симбиотические бактерии сумели выработать стратегию, лишь недавно ставшую известной человеческой медицине – так называемую комбинационную профилактику", – сказал Йоханнес Кроисс, ведущий автор исследования.