Дієта з фекаліями дає джмелям захисні бактерії, які захищають їх від паразитів

Опубліковано 14 листопада 2011 року

Джмелі починають своє доросле життя, поїдаючи фекалії своїх сестер. Через багато місяців безпорадними, голодними личинками вони прядуть шовковий кокон і перетворюють своє тіло. Коли вони з’являються, готові зіткнутися зі світом, вони отримують глотки пуху. Це може не звучати як сприятливий початок, але це суттєво. Фекалії містять особливі бактерії, які діють як частина імунної системи бджіл, захищаючи її від неймовірно небезпечного паразита.

Кишкові бактерії є важливими партнерами для багатьох тварин. Ми, люди, маємо в кишечнику до 100 трильйонів мікробів, і ця «мікробіота» перевершує наші власні клітини на десять до одного. Вони діють як прихований, корчиться орган. Вони розщеплюють нашу їжу. Вони впливають на нашу поведінку. І вони захищають наше здоров’я, витісняючи інші бактерії, які можуть спричинити захворювання. Здається, кишкові бактерії відіграють подібну роль у джмелів.

Різні види несуть свою унікальну мікробіоти. Соціальні бджоли, як медові, так і джмелеві, мають характерний набір, який складається з напрочуд небагато видів. Цих бактерій немає у одиноких бджіл, тому, здається, вони прив'язані до спільного життя.

Личинки джмелів мають власні кишкові бактерії, але, перетворюючись на дорослих, їх організм різко реорганізується. Їх кишки ростуть з нуля, а старі повністю замінюються і линяють. У їхніх коконах нові кишечники повністю стерилізуються потужним коктейлем з антибіотиків. Це означає, що вони з’являються у зрілому віці без слідів будь-яких личиночних інфекцій, але це також означає, що їм потрібно відновити свої новоутворені кишки. Вони роблять це, об'їдаючи багаті бактеріями фекалії своїх сестер.

Хауке Кох та Пол Шмід-Хемпель із Швейцарського федерального технологічного інституту виявили, що ці кишкові бактерії діють як трансмісивна імунна система, яка доповнює власні захисні сили бджіл. Вони захищають джмелів від Crithidia bombi, вірулентний паразит в кишечнику, який пов’язаний з тими, що спричиняють сонну хворобу та хворобу Шагаса у людей. Він передається від бджіл до бджіл, і вони можуть серйозно вплинути на здоров’я колонії. Заражені працівники більше не отримують корм належним чином, а інфіковані матки не вирощують стільки молодняку.

Кох та Шмід-Хемпель виявили, що джмелі страждали набагато сильніше Критидія інфекції, якщо вони з’явилися зі своїх лялечок у стерильних умовах. Не маючи можливості з’їсти фекалії колонії та прищепити себе потрібною мікробіотою, вони накопичили приблизно в шість разів більше паразита, ніж бджоли, які мали належний захисний захист. Захищали лише бджіл, які їли фекалії.

Кох та Шмід-Хемпель підтвердили ці результати, заглянувши в кишки диких бджіл. Вони виявили, що одна група кишкових бактерій - "Betaproteobacteria" - була особливо потужним захистом проти Crithidia. Коли їх кількість була високою, паразит здебільшого відсутній.

Це лише один приклад бактерій, що захищають комах від інших інфекцій. Подібний фокус працює і у людей. Олександр Хоруц, лікар Університету Міннесоти, зумів лікувати пацієнтів з важкою кишковою інфекцією Clostridium difficile, хворих на важку кишкову інфекцію Clostridium difficile, пацієнтів з важкою кишковою інфекцією Clostridium difficile, даючи їм трансплантацію фекалій. Це людський еквівалент несмачної дієти джмелів. Він передає захисні бактерії від однієї особини до іншої.