甲蟲幼蟲如何在腐肉上茁壯成長
埋葬的甲蟲Nicrophorus vespilloides將小動物的尸體埋在土壤中,用它們作為后代的食物來源。然而,胴體和繁殖地點極易受微生物分解和腐敗的影響,導致有毒物質(zhì)的產(chǎn)生,微生物病原體的生長和營養(yǎng)物質(zhì)的流失。在一項新的研究中,來自馬克斯 - 普朗克化學生態(tài)研究所,美因茨大學和德國吉森大學的研究人員表明,Nicrophorus vespilloides甲蟲能夠用自己有益的腸道共生體取代有害微生物,從而轉(zhuǎn)變?yōu)殡伢w進入一個帶有微生物群落的苗圃,甚至促進幼蟲生長。該研究發(fā)表在“ 美國國家科學院院刊”上。
埋葬甲蟲如何防止腐肉分解
埋葬甲蟲利用營養(yǎng)豐富,但具有挑戰(zhàn)性的育種資源:它們的幼蟲以小動物的尸體為食。如果這些甲蟲無法使用,則尸體通常由微生物分解器接收。在自然條件下腐肉的分解與微生物病原體和競爭者的生長,毒性代謝物的積累和快速的營養(yǎng)物質(zhì)損失有關(guān)。
一組科學家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),埋葬甲蟲Nicrophorus vespilloides 通過從其腸道接種有益微生物來保護其后代的食物來源。研究人員通過基因特征對細菌和真菌群落進行了基因鑒定,并比較了微生物代謝活動。他們還量化了腐胺和尸胺,與腐肉腐爛有關(guān)的惡臭有機化合物和氨基酸。“屠體的利用并不涉及微生物的抑制,而是用甲蟲的腸道微生物取代原生微生物群落。例如,傾向的尸體顯示出與土壤相關(guān)的霉菌的抑制,但甲蟲相關(guān)酵母的生長。微生物群落的轉(zhuǎn)變 馬克斯普朗克化學生態(tài)研究所的第一作者Shantanu Shukla解釋說,這導致了甲殼蟲胴體的生化變化。
共生體對幼蟲發(fā)育的重要性
研究人員然后想知道這些變化是否有益于在捍衛(wèi)和準備屠體方面投入如此之多的昆蟲。因此,他們通過測量有和沒有腐肉上存在的微生物共生體的幼蟲性能來測試腐肉微生物群對宿主適應性的影響。對幼蟲生長的負面影響相當大:用去除基質(zhì)的胴體喂養(yǎng)的幼蟲雖然消耗了相同數(shù)量的胴體組織,卻顯著減少了。
“我們的研究顯示了昆蟲如何通過在其內(nèi)臟和外部培育它們的共生體來改變它們的棲息地,以增加適應性。埋藏的甲蟲是共生的開發(fā)具有挑戰(zhàn)性的資源的一個迷人的例子,”資深作者Heiko沃格爾總結(jié)道。
鑒定酵母的潛力
現(xiàn)在將更詳細地研究鑒定的酵母,特別是它們在解毒腐敗產(chǎn)物中的作用和(預)消化腐肉以使甲蟲幼蟲受益。“由于甲蟲傳播的微生物體抑制了潛在有害和產(chǎn)生毒素的細菌和真菌的生長,因此有必要更密切地探索潛在的抗菌藥物,因為它們也可能與醫(yī)療應用相關(guān),”領(lǐng)導者Andreas Vilcinskas說道。參與弗勞恩霍夫分子生物學和應用生態(tài)學研究所的抗生素研究。
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