19.02.2018

Термиты получают бактерий-симбионтов от предков и делятся ими с соседями

Ученые из Австралии, Японии, Германии, Чехии, Бельгии и Сингапура исследовали происхождение бактерий, обитающих в кишечниках различных видов термитов и играющих ключевую роль в их пищеварении.

Микроорганизмы в пищеварительной системе, участвующие в переработке пищи, – нормальное явление для животного мира. Известно лишь небольшое количество исключений, видов, у которых нет постоянного бактериального населения в кишечнике. Но для термитов кишечные симбионты особенно важны, так как благодаря им эти насекомые могут переваривать целлюлозу. В кишечнике термитов обитает многочисленное сообщество из бактерий, протистов и грибов, которое дает возможность извлекать питательные вещества из материалов, несъедобных для других животных.

С симбионтами термитов связан ряд нерешенных вопросов. В частности неясно происхождение бактерий, населяющих их пищеварительную систему. Согласно некоторым исследованиям, эти бактерии передаются термитам от родителей на протяжении многих поколений (так называемая «вертикальная передача»). Другие исследователи приводят аргументы в пользу того, что бактерии передаются термитам «горизонтально», из окружающей среды.

Подробно исследован состав симбиотических бактерий был лишь у менее двадцати видов термитов. Поэтому ученые из Института науки и технологии Окинавы и Сиднейского университета решили провести исследование широкого охвата. Они проанализировали 211 бактериальную линию из кишечника 94 различных видов термитов, обитающих в Азии, Океании, Южной Америке и Африке. Исследователи выделили бактериальную ДНК из кишечника термитов и секвенировали ген, кодирующий одну из рибосомальных РНК бактерий – 16S rRNA, который часто используется для идентификации видов. С помощью этой генетической информации они смогли построить семейные деревья, демонстрирующие эволюционную историю и отношения между видами бактерий.

Как оказалось, в истории кишечных бактерий термитов присутствует как вертикальная, так и горизонтальная передача. При передаче от родителей потомству бактерии эволюционируют вместе со своими хозяевами и становятся высокоспециализированными относительно типа питания или места обитания термитов. «Многие из бактерий, которых мы обнаружили, существуют только внутри термитов, а некоторые из них только в определенных областях кишечника термитов», – говорит руководитель группы эволюционной геномики в Окинавском институте науки и технологии и ведущий автор исследования Томас Бургиньон (Thomas Bourguignon). Однако присутствует и горизонтальная передача бактерий. Она происходит, например, во время боев между термитами разных колоний, когда победивший термит съедает побежденного, а значит и его бактерий-симбионтов. Соседские бактерии попадают в кишечник термитов и из окружающей среды через почву и различные источники пищи, где присутствуют следы фекалий термитов. В ходе дальнейших исследований ученые постараются выяснить историю бактериальных генов, связанных с расщеплением целлюлозы.

Работа опубликована в журнале Current Biology.

Источники:

1. polit.ru