Короеды выбирают древесину с повышенным содержанием спирта, чтобы выращивать в ней грибные плантации

Мало кто любит заплесневелые фрукты, поэтому, чтобы оградить плоды и сами деревья от образования грибка, многие фермеры опрыскивают их спиртовыми растворами. И этот метод действительно является эффективным, правда, не в случае с грибами-симбионтами, которые сосуществуют в тандеме с амброзией. Дело в том, что этанол способствует росту таких грибков.

Чем выше содержание спирта в древесине, тем больше вероятность, что у жуков вырастет большая питательная колония, с которой не будут конкурировать другие виды грибков. Фото Gernot Kunz.

И это весьма кстати для некоторых насекомых-"фермеров". Например, жуки короеды выращивают в проделанных в древесине тоннелях целые грибные плантации: для них и для их личинок это единственный источник питания.

Наблюдая за некоторыми видами подобных насекомых, немецкие учёные из Университете Вюрцбурга совместно с коллегами из Института химической экологии Общества Макса сделали удивительное открытие. Оказалось, что жуки умеют выбирать деревья с повышенным содержанием спирта в древесине (он образуется как побочный продукт анаэробного дыхания).

Исследователи уточняют: давно известно, что подсемейство короедов насчитывает несколько тысяч видов жуков-"фермеров", которые занимаются разведением грибов. А вот роль этанола в этом деле ранее никто не изучал.

Один из авторов работы Питер Бидерманн (Peter Biedermann) приводит простой пример: если вы сидите с кружкой пива в саду, в ней, вероятнее всего, рано или поздно обнаружатся жуки. И это означает, что они, ориентируясь по запаху, ищут новую среду для культивирования грибов.

Самое любопытное, что для разведения такого хозяйства подходит не каждое дерево. Если оно молодое и крепкое, то содержание спирта в древесине будет значительно ниже. А вот в погибающих деревьях короеды с удовольствием выращивают грибные плантации, поскольку уровень этанола в их древесине намного выше.

Но чем же так ценен этот спирт? Как известно, этанол оказывает антисептическое действие, а также используется для консервации и продлевает срок хранения продуктов, подавляя размножение многих грибов и бактерий. Как раз это и нужно жукам, поясняют учёные. Чем выше содержание спирта в древесине, тем больше вероятность, что у насекомых вырастет большая питательная грибковая колония, с которой не будут конкурировать другие виды (в этом смысле жуки-"фермеры" успешнее людей, которым приходится постоянно бороться с сорняками, шутят авторы).

Расчёт нехитрый, говорит Бидерманн: больше грибов – больше еды, больше еды – больше потомства. Кстати, по его словам, эксперименты показали, что короеды больше всего ценят древесину, в которой концентрация спирта достигает порядка 2%.

Именно устойчивое "сельское хозяйство" помогало короедам выживать на протяжении 60 миллионов лет.
Фото Gernot Kunz.

Для опытов команда выбрала жуков вида Xylosandrus germanus и два вида деревьев – кизил цветущий (Cornus florida) и багрянник канадский (Cercis canadensis). Сперва учёные размещали на древесине приманки – пакетики с этиловым спиртом, а затем запускали на участок жуков. Это испытание подтвердило, что насекомых и в самом деле интересует алкоголь: они обнаруживали пакетики по запаху и тут же разворачивали бурную деятельность по созданию фермы.

Далее исследователи опрыскивали древесину этанолом и также запускали туда насекомых. Эксперимент показал, что в тех местах, которые были пропитаны спиртом, короеды начинали создавать свои грибные сады и незамедлительно откладывать яйца в тканях древесных пород (исключительно в тех, которые содержали спирт).

По словам специалистов, учитывая эволюционные успехи короедов, нет сомнений в том, что именно устойчивое "сельское хозяйство" помогало им выживать на протяжении более чем 60 миллионов лет. Интересно, что раньше любовь таких насекомых к погибающим деревьям биологи объясняли их привычкой проделывать в коре характерные тоннели. Теперь же нашлось новое объяснение этой особенности, пишут авторы.

Но, помимо сельскохозяйственных навыков, биологам также было интересно изучать и социальное поведение жуков. Они отмечают, что короеды демонстрируют чёткое разделение труда: одни жуки создают туннели, другие очищают гнёзда от грязи, а некоторые даже заботятся о "сослуживцах", и всё это направлено на оптимизацию общей системы.

Более того, наблюдения за насекомыми в дикой природе показали, что, когда они колонизуют новые деревья, то не начинают работу с ноля, а переносят споры грибов на себе и "высаживают" на другом месте.

Также выяснился ещё один интересный факт: сами грибы в процессе такого сотрудничества научились вырабатывать алкоголь, чтобы улучшить собственную среду обитания. По сути такие культуры, выращенные короедами, ведут себя как винные или пивные дрожжи: грибы создают алкогольный субстрат, в котором могут процветать лишь они сами и который убивает конкурирующие микроорганизмы, поясняет Бидерманн.

Его команда продолжит изучение короедов и их фермерства. В частности, экспертов интересует вопрос, что именно позволяет насекомым спокойно выживать в "хмельной" среде? Понятно, что они должны быть более устойчивыми к алкоголю, но как выработалась подобная адаптация (и можно ли с биотехнологической точки зрения применить её в других системах) – ещё предстоит выяснить. Возможно, нам есть, чему поучиться у короедов, заключают учёные.

Более подробно о своей увлекательной работе они рассказывают в статье, опубликованной в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.