Эти насекомые демонстрируют уникальную способность метаболизировать этанол в качестве основного источника питания

Диета, основанная исключительно на алкоголе, вызвала бы затруднения у большинства видов, но новые исследования демонстрируют, что шершни могут выживать и, по-видимому, без негативных последствий, на 80-процентном растворе сахара в этаноле.

Естественное потребление алкоголя

Плодовые мушки, древесные землеройки и многие другие животные потребляют алкоголь, содержащийся в бродящих фруктах, когда поблизости присутствуют дрожжи или бактерии, расщепляющие сахара. Большинство видов животных проявляют признаки ухудшения состояния или токсичности после употребления алкоголя в концентрациях выше 4%. Однако исследователь по питанию животных София Бушебти предполагает, что шершни и осы могут лучше переносить алкоголь или использовать его в качестве источника питания. Известно, что в кишечнике этих насекомых содержатся дрожжи, которые превращают фруктовый сахар в этанол. Когда шершни или осы опыляют и питаются, часть этих дрожжей попадает на растения и их плоды, играя ключевую роль в процессе ферментации.

Объект исследования

Бушебти сосредоточила свое внимание на шершне Vespa orientalis, разновидности социальной осы. В исследовании, опубликованном недавно в «Трудах Национальной академии наук США», она и ее коллеги из Тель-Авивского университета кормили шершней и пчел растворами сахара, содержащими от 0 до 80% этанола с отслеживаемым изотопом углерода.

Результаты исследования

Исследователи обнаружили, что выдыхаемое шершнями дыхание содержало на 300% больше меченого углерода, чем у медоносных пчел, предполагая, что организм шершней расщеплял алкоголь гораздо быстрее.

Метаболические аспекты

«В этаноле много энергии, и это отличное метаболическое топливо», — говорит соавтор исследования и зоолог Эран Левин. Проблема для людей и многих других животных заключается в том, что этанол взаимодействует с мозгом и органами, вызывая последствия для поведения и здоровья. Однако шершни, которых кормили этанолом, выполняли строительные задачи так же эффективно, как и те, которых кормили сахаром. Столкнувшись с нарушителем, они быстро посылали сигналы «отбой». Более того, шершни, которых кормили 80-процентным этанолом, прожили свою типичную трехмесячную продолжительность жизни; их собратья-медоносные пчелы умерли в течение 24 часов. Тем не менее, шершни не проявляли предпочтения между сахаром и этанолом, когда им предоставлялся выбор. «Если этанол более питателен и не имеет вредных последствий, разве они не должны хотеть больше? Может быть, они не чувствуют вкуса», — предполагает Бушебти.

Генетические механизмы

Соавтор исследования и зоолог Дороти Юшон начала поиск генетических подсказок. Она обнаружила, что шершни обладают несколькими копиями гена, ответственного за фермент, расщепляющий алкоголь — адаптация, возможно, вызванная их родством с дрожжами.

Эволюционная перспектива

Биолог Джеймс Фрай из Университета Рочестера утверждает, что исследование рассказывает «интересную эволюционную историю». Однако он предупреждает, что методы, использованные в новом исследовании, отличаются от методов других исследований, что затрудняет прямое сравнение устойчивости к этанолу между видами.

Заключение

Роберт Дадли, специалист по полетам насекомых из Калифорнийского университета в Беркли, отмечает, что насекомые никогда не сталкивались с таким высоким содержанием этанола в природе. Бушебти говорит, что исследователи «стремились найти максимальный предел, и мы до сих пор его не нашли». Следующим шагом является изучение экспрессии генов при употреблении этанола и поиск закономерностей в этом среди животных, известных своей привлекательностью к алкоголю.

Дадли соглашается: «Очевидно, что требуется более широкое исследование социальных перепончатокрылых и других насекомых», — говорит он.

Литература