细菌和真菌在社会性昆虫殖民地中起着关键作用

的工蚁回到巢携带的植物多达100倍于它们自己的体重是一个场景,可能使惊讶一见钟情但殖民地的切叶蚁是司空见惯的事。他们指引没有偏差的巢芳香族化合物被称为信息素踪迹。

在阿塔sexdens rubropilosa,地理定位过程中使用的主要物质属于被称为吡嗪类杂环化合物。

研究人员在小溪Preto大学的校园在巴西圣保罗(USP)发现一种细菌中发现与这相关的微生物群切叶蚁种生产使用的相同的吡嗪蚂蚁窝躺着。一篇关于他们的发现已经发表在《科学》杂志上的报告。

“我们已经观察到这一现象在不止一个蚁群。它提出了一个有趣的问题。的细菌粘质沙雷氏菌产生踪迹信息素,蚂蚁或有助于这一过程在某种程度上?我们打算调查寻找答案,”莫尼卡说Tallarico Pupo,圣保罗大学教授小溪学院制药科学(FCFRP-USP)和项目的首席研究员。

这项研究是爱德华多·阿方索·达席尔瓦初级的部分进行博士研究和与哈佛大学的科学家在美国的庇护下一个主题项目FAPESP,必须占州政府支持的美国国立卫生研究院(NIH)。

根据Pupo,项目的主要目的是探索自然的微生物群的巴西蚂蚁在搜索分子能增加新药(阅读更多在:agencia.fapesp.br / 19498)。然而,另一个目标相关的化学生态学是研究社会昆虫和共生微生物之间的依赖与他们互动互利的关系。

pyrazine-producing细菌被发现的机会当科学家们寻找微生物寄生真菌的能力保护蚁群。

”叶子由这些饲养他们的巢穴作为基质的培养Leucoagaricus gongylophorous,真菌物种它们赖以为生。然而,这个系统是容易受到感染,”Pupo解释道。

“在某些情况下,另一个病原物种可能损害蚁群的生存生长在他们吃的真菌。共生细菌产生的化合物可以杀死寄生真菌不破坏食物来源。我们确定这些化合物。”

本文中所描述的实验涉及到殖民地收集USP的小溪Preto校园。当科学家们成功地收集女王,殖民地被送往实验室的一部分,和所有的昆虫的上发现的细菌表面和体内被孤立,特征,并放置在培养基。

在这个过程中,席尔瓦初级意识到美国marcescens在实验室生长的时候,它发布了一个强烈的香气,蚂蚁的气味相似保持在同一个实验室。

“我们决定调查这种细菌产生的挥发性化合物,发现吡嗪,其中有一个分子没有科学文献中所描述的,“Pupo说。

研究人员使用一种专门表示纤维吸收文化板块的芳香族化合物。后,物质由气相色谱分析-质谱法(gc - ms)分析。

“我们发现在蚂蚁的吡嗪和细菌毒腺体,”Pupo说。“我们不知道他们的综合共享:也许微生物生产芳香族化合物和腺体蚂蚁存储他们。在未来的研究中,我们计划测试技术去除细菌的蚂蚁和观察化合物是否继续生产。”

另一条线的研究集团计划追求包括决定是否在其他蚂蚁也可以观察到类似的现象。没有在文献中被描述。

蜜蜂蜕变

真菌的培养在巢食品或防御似乎是一个普遍的实践社会昆虫。根据巴西的研究人员的一篇2015年发表在《当代生物学》杂志上,新生幼虫的Scaptotrigona depilis,一种无刺的蜜蜂原产于巴西,以群丝状真菌培养的细胞(阅读更多在:agencia.fapesp.br / 22225)。没有这种食物,一些幼虫生存成为成年人。

这种共生关系,深入地学习最近Pupo集团在卡米拉Paludo博士研究同一主题项目的一部分。研究结果发表在科学报道2018年1月。

“我们知道昆虫不能合成激素,所以他们必须从食物获取前体物质,“Pupo说。“我们的假设是,真菌提供所需脱毛和蛹激素的前体幼虫完成蜕变成成年蜜蜂。”

调查的第一步是由分离的真菌窝细胞在实验室和描述。该组织发现它是属于Zygosaccharomyces属的一种真菌。

“我们不知道这群真菌进入细胞。蜜蜂产卵,然后填满细胞液体称为幼虫的食物。三天后,一些真菌细胞开始生长,”Pupo说。

使用荧光显微镜,研究人员发现在真菌胞浆从样品中脂类的积累体外生长以及从蜂群中直接提取的样本。

“类固醇,蜕皮激素的前体,是脂质。采用气相色谱,我们发现主要的化合物在这种真菌麦角固醇脂质中,”Pupo说。

通过体外实验,研究人员证明了大多数幼虫蛹的形态发生完成接种真菌幼虫食物时,当只有麦角固醇补充道。

“结果在统计学上等价的对于这两种情况,“Pupo解释道。“当幼虫只收到了幼虫的食物没有真菌,他们未能达到成年期。因此,我们得出结论,麦角固醇实际上是被幼虫产生蜕皮激素,这强化了这些蜜蜂和真菌之间的依赖。”

集团现在计划研究是否类似的现象发生在其他种类的无刺的和激烈的蜜蜂。

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参考
爱德华多·a·Silva-Junior安东尼奥·c·Ruzzini卡米拉r . Paludo卡梅隆·r·柯里,法比奥·s . Nascimento Jon Clardy莫妮卡Pupo。从细菌和蚂蚁吡嗪:收敛化学中一个生态位。科学报告,2018;8 (1)DOI: 10.1038 / s41598 - 018 - 20953 - 6。