Личинки ос превращают свои "ясли" в газовые камеры

Европейские филанты наносят ущерб пасекам, поскольку для выкармливания своих личинок запасаются медоносными пчёлами.

Фото Global Look Press.

Пчела с яйцом европейского филанта. Флуоресцентный краситель сделал заметным высвобождение оксида азота (в виде ярких пятен).

Фото Erhard Strohm.

Пища, хранящаяся в тёплых и влажных условиях, рискует быстро заплесневеть и стать несъедобной и даже токсичной. Чтобы продлить жизнь продуктам, мы используем холодильники и морозильные камеры, а также различные методы консервации. Но животные не могут себе позволить такой роскоши, а потому придумывают свои решения, порой весьма нестандартные .

Недавно учёные описали любопытный способ защитить пищу от плесени, который применяют насекомые под названием пчелиные волки, или европейские филанты.

Эти представители семейства песочных ос наносят огромный ущерб пасекам, поскольку для выкармливания своих личинок запасаются… медоносными пчёлами.

Самка парализует жертву ядом, утаскивает в подземное гнездо и откладывает прямо на её теле яйцо. Когда личинка выходит из яйца, она питается запасёнными матерью останками пчелы (для выкармливания одной личинки нужно от четырёх до шести пчёл).

Отметим, что самки европейских филантов очень хорошо запоминают положение гнезда и прорывают довольно глубокие каналы (до 50 сантиметров в длину). Внутри гнезда, где подрастает выводок потомства, тепло, темно и влажно. Это идеальные условия не только для развития личинок, но и для распространения плесневых грибов.

Ранее было установлено, что самка пчелиного волка "бальзамирует" добычу слоем жиров, чтобы предотвратить потерю влаги и сохранить поверхность тела пчелы сухой. Позднее учёные также выяснили, что в антеннах самок ос-филантов имеются бактерии, которые производят антибиотики. Последние также защищают самих личинок и их коконы от плесени.

Теперь же немецкие исследователи описали ещё одну стратегию, благодаря которой личинкам удаётся сохранять свои "продукты" свежими в течение долгого времени.

Лабораторные эксперименты показали, что тела пчёл, на которых не были отложены личинки, в обозначенных условиях покрываются плесенью за один-три дня. Однако в осиных "яслях" они остаются в сохранности в течение примерно десяти дней.

Оказалось, секрет кроется в газе, который выделяют личинки пчелиного волка и который убивает плесневые грибы (а также обладает противомикробным действием).

Речь идёт об оксиде азота (II). Химические анализы показали, что личинки производят его в больших количествах и выпускают в воздух, где газ реагирует с атмосферным кислородом и превращается в диоксид азота (из NO в NO2).

Специалисты измерили концентрации NO2 в "яслях" с личинками, и оказалось, что уровни этого газа превышают максимально допустимые безопасные значения, установленные в странах Евросоюза. (Диоксид азота выбрасывается в атмосферу химическими предприятиями и выхлопными трубами автомобилей, а потому за его количеством учёные пристально следят.)

Пчела с яйцом европейского филанта. Флуоресцентный краситель сделал заметным высвобождение оксида азота (в виде ярких пятен).

Химики поясняют, что и оксид, и диоксид азота очень реактивны и оказывают мощное окислительное действие. Поэтому неудивительно, что высокие концентрации газов убивают плесневые грибы.

Но как личинки ос-филантов могут синтезировать такое количество NO, чтобы "окуривать" свои норки? Учёные попытались объяснить это.

Дело в том, что NO играет чрезвычайно важную роль во многих биохимических процессах практически во всех организмах – от бактерий до млекопитающих. В низких дозах, благодаря своей высокой диффузии и реактивности, NO действует как сигнальная молекула и участвует, к примеру, в регулировании кровяного давления и в некоторых процессах развития организма. А более высокие концентрации газа вырабатываются многими животными "в рамках" иммунного ответа – для уничтожения патогенных микроорганизмов.

Хотя личинки пчелиного волка производят огромное количество NO, они используют те же ферменты, что и другие организмы. Это синтазы оксида азота.

Однако у этих личинок модифицирован процесс трансляции, или синтеза обозначенного белка. Эта модификация обеспечивает необычайно высокую скорость выработки NO "в промышленных масштабах".

Авторы работы считают, что открыли весьма любопытное "эволюционное изобретение".

Однако один вопрос пока остаётся без ответа. Учёным неизвестно, как личинки филантов выживают в чрезвычайно токсичных условиях, которые сами же создают. Специалисты надеются, что будущие исследования помогут найти объяснение.

Важно отметить, что новые данные могут быть интересны не только биологам, но и медикам. Во-первых, речь может идти о разработке новых противогрибковых и противомикробных препаратов. Во-вторых, в организме человека также может происходить "перепроизводство" NO – в ответ на некоторые воспалительные заболевания или острые инфекции. Но при такой реакции гибнут и здоровые клетки. Поэтому вполне возможно, что механизмы, которые используют личинки пчелиного волка для защиты от своего же газа, могут пригодиться и для защиты или же лечения человеческих клеток от "газовых" повреждений.

Научная статья с более подробным описанием этой работы представлена в журнале eLife.

Кстати, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали об осах, чей яд поможет побороть опасные бактерии и даже рак.

Также мы писали об осах-паразитах, которые разрезают жертв изнутри и дезинфицируют их перед едой, а также превращают пауков в зомби-трудоголиков.