Bakteria Symbiotik membantu kumbang untuk tumbuh cendawan yang boleh dimakan • Alexander Markov • Berita sains mengenai "Unsur-unsur" • Biologi

Bakteria Symbiotik membantu bug menanam cendawan yang boleh dimakan

Kumbang Dendroctonus frontalis. Anak panah menunjukkan tempat di mana mycangia terletak – rongga untuk menyimpan kulat dan bakteria simbiotik. Foto dari artikel dalam perbincanganSains Kitaran hayat kumbang Dendroctonus frontalis. Di pusat, petikan ciri ditunjukkan, digigit oleh kumbang di bawah kulit kayu pain. Rajah. dari www.forestryimages.org

Kumbang kumbang Dendroctonus frontalis, perosak berbahaya hutan pain, dibiakkan di dalam petak-petak di bawah kulit pohon pain yang boleh dimakan cendawan yang memberi makan larva mereka. Ternyata kumbang melindungi ladang cendawan mereka dari rumpai dengan bantuan bakteria simbiotik yang mengeluarkan antibiotik yang tidak diketahui sebelumnya. Sehingga kini, simbiosis kompleks "pertanian" yang terdiri daripada haiwan, kulat yang ditanam olehnya, dan bakteria penghasil racun makhluk perosak, hanya diketahui oleh semut daun.

Kumbang Beetle Dendroctonus frontalis, yang di Amerika Syarikat dipanggil "kucing pinus selatan" (kumbang pinus selatan), ia menyebabkan kerosakan besar kepada hutan pain di tenggara Amerika Syarikat. Tidak menghairankan bahawa saintis mencuba sebaik mungkin untuk mengkaji biologinya untuk mencari cara untuk menanganinya.

Usaha-usaha ini membawa kepada penemuan penting, yang bagaimanapun berkaitan dengan pencarian antibiotik baru dan kajian sistem simbiotik dan pertanian pada haiwan, bukannya masalah mendesak kehutanan Amerika.

Kawasan hutan yang terkena kumbang Dendroctonus frontalis, dengan mudah dikenali oleh mahkota berwarna kuning. Foto dari www.clemson.edu

Lube-pemakan D. frontalis menggigit petikan-petikan yang bercabang di bawah kulit kayu pain dan menyemai mereka dengan cendawan Entomocorticiumyang berfungsi sebagai makanan kepada larva kumbang. Kumbang dewasa menghargai sejumlah kecil spora hiphae dan kulat – benih untuk perladangan – dalam rongga khas (mikangiyah) di bahagian bawah dada.

Aktiviti pertanian kumbang itu dihalang oleh cendawan lain – Ophiostomayang tidak sesuai untuk makanan kepada larva dan memainkan peranan rumpai yang agresif di ladang zhutnyh. Cendawan rumpai tidak bertindak sendirian, ia juga mempunyai pelanggan-symbionts – kutu kecil, yang bergerak dari satu pokok ke pokok yang lain, berpaut kepada kumbang-kumbang. Ticks makan pada kulat Ophiostoma dan sebagai "bayaran untuk perkhidmatan", ia membantu kulat untuk menyebarkan hutan dan memasuki galeri kumbang cendawan.

Tulang untuk pemindahan kulat juga mempunyai lekapan khas pada badan, mirip dengan mycangia kumbang. Dalam sistem simbiotik kompleks ini, terdapat peserta lain, cendawan Ceratocystiopsis yang mempunyai hubungan yang saling menguntungkan dengan kutu, tetapi juga boleh berfungsi sebagai makanan untuk larva kumbang.

Mikrograph plot plot ladang cendawan kumbang Dendroctonus frontalis. Bentuk benang tipis aktinobakteria (ditunjukkan anak panah nipis) berkait dengan hiphae kulat yang lebih tebal Entomocorticium (panah tebal). Panjang bar skala – 10 mikron. Gambar dari bahan tambahan kepada artikel yang dibincangkan diSains

Mengkaji kandungan mycangia dan kulat yang disemai di bawah mikroskop elektron imbasan, penyelidik mendapati di sana, di samping tiga jenis kulat di atas, benang nipis actinobacteria. Actinobacteria adalah kumpulan prokariot yang sangat kuno dan sangat kuno, yang wakilnya membentuk struktur multiselular filamen yang mirip dengan miselium. Tidak hairanlah, sehingga baru-baru ini, actinobacteria dianggap sebagai cendawan dan dipanggil actinomycetes. Kesamaan dengan kulat dalam bakteria ini begitu besar sehingga mereka, seperti kulat nyata, mampu membentuk kompleks simbiotik dengan alga uniselular. Kompleks ini dinamakan actinolics (lihat: G.M. Zenova. Lichens adalah organisma simbiotik yang terdiri daripada jamur dan alga).

Actinobacteria adalah tuan yang hebat dalam pengeluaran pelbagai antibiotik. Adalah diketahui bahawa pemotong daun semut tumbuh cendawan yang boleh dimakan di tempat tidur daun dikunyah,melindungi taman mereka daripada parasit dengan bantuan antibiotik yang disembur oleh actinobacteria simbiotik (lihat: Pemotong daun semut yang dijinakkan bakteria untuk melawan perosak, Elementy, 25.01.2006).

Oleh itu, setelah mendapati aktinobakteria di Mikangia dan "galeri cendawan" dari kumbang kumbang, saintis segera mencadangkan bahawa dalam kes ini, seperti dalam semut pemotong daun, mungkin ada simbiosis antara kumbang dan aktinobakteria yang menghasilkan antibiotik.

Oleh itu, memeriksa kesan actinobacteria (spesies merah) pada pertumbuhan kulat: "berguna" untuk kumbang Entomocorticium sp. A dan "berbahaya" Ophiostoma tolak Actinobacteria ditanam di tengah-tengah hidangan Petri, dan cendawan ditanam di tepi. Ia dapat dilihat bahawa Entomocorticium tumbuh lebih baik dan mungkin lebih dekat dengan actinobacteria daripada O. tolak. Gambar dari bahan tambahan kepada artikel yang dibincangkan diSains

Actinobacteria telah diasingkan dan ditanam pada medium nutrien. Ternyata kumbang membawa dua spesies actinobacteria dalam mikangia mereka – putih dan merah. Kepelbagaian putih nampaknya tidak memberi manfaat kepada kumbang, sementara yang merah itu menghalang pertumbuhan kulat gulma. Ophiostoma. Cepat, cendawan yang ditanam kumbang Entomocorticium juga tumbuh sedikit lebih buruk di hadapan actinobacteria ini daripada tanpa mereka, tetapi kulat Ophiostoma Lebih banyak lagi.

Oleh itu, actinobacteria benar-benar membantu memerangi pepijat untuk hasil yang tinggi.

Para saintis tidak berhenti di situ dan mengasingkan bahan aktif dari actinobacteria merah, yang ternyata menjadi antibiotik yang tidak diketahui. Bahan itu dipanggil "mikangimitsin".

Ternyata mikangimitsin dihasilkan dalam jumlah besar oleh actinobacteria merah, dan putih tidak mengasingkannya sama sekali. Microangimycin tulen menghalang pertumbuhan kedua-dua kulat – dan "bermanfaat" Entomocorticium sp. A dan "berbahaya" Ophiostoma tolak, Walau bagaimanapun, ini memerlukan kepekatan antibiotik yang berlainan. Untuk melambatkan pertumbuhan kulat-rumpai, kepekatan mikangimitsin yang sangat rendah cukup. Untuk melambatkan pertumbuhan kulat setakat yang sama Entomocorticium kepekatan harus ditingkatkan 20 kali.

Formula struktur mikangimitsin, antibiotik baru yang diasingkan daripada actinobacteria – symbionts kumbang kumbang. Rajah. dari artikel yang dipersoalkanSains

Penemuan ini menunjukkan bahawa sistem simbiosis kompleks "pertanian", termasuk, sebagai tambahan kepada kulat yang ditanam, juga bakteria – pertahanan terhadap rumpai atau parasit, bukan ciri unik semut daun.Ia tidak dikecualikan bahawa kedua-dua kulat pertanian dan actinobacteria simbiotik pelindung akan ditemui di serangga lain yang hidupnya dikaitkan dengan media yang menggalakkan untuk pertumbuhan kulat – pokok hidup dan mati, daun yang jatuh, dan lain-lain. Perhatian harus dibayar kepada sistem simbiotik seperti sumber antibiotik baru.

Sumber: Jarrod J. Scott, Dong-Chan Oh, M. Cetin Yuceer, Kier D. Klepzig, Jon Clardy, Cameron R. Currie. Perlindungan bakteria Mutualisme Beetle-Fungus // Sains. 2008. V. 322. P. 63.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: