18.12.2015

Бактерии помогают жуку переваривать кофеин

Группа ученых из исследовательского департамента министерства сельского хозяйства США установила, что кофейный жук (Hypothenemus hampei) переваривает кофеин при помощи живущих в его кишечнике бактерий. Об исследовании рассказывает статья в журнале Nature Communications.

Родина кофейного жука – тропическая Африка, но теперь он распространился повсюду, где выращивают кофейное дерево, от Бразилии до Индонезии и Гавайских островов. Размер жука невелик, самки не превышают длиной 1,8 мм, а самцы еще меньше. Самки просверливают своим хоботком отверстие в плодах кофе и забираются внутрь, там самка откладывает 35 – 50 яиц, из которых вскоре выходят личинки. Они питаются кофейным бобом, превращаются во взрослых жуков и спариваются прямо там. Часть самок откладывает яйца в старом жилище, прочие отправляются заселять другие кофейные бобы. В некоторых случаях кофейный жук способен размножаться партеногенетически. По данным на 2010 год, ущерб кофейным плантациям, наносимый этим жуком, составлял около 500 миллионов долларов.

Кофеин токсичен для многих насекомых, поэтому жук должен был выработать механизм, позволяющий питаться плодами кофе без вреда для себя. Энтомолог Фернандо Вега и его коллеги в поисках новых методов борьбы с жуком решили выяснить, как жук справляется с кофеином. Они собрали жуков из основных центров производства кофе в Гватемале, Индии, Индонезии, Мексике, Пуэрто-Рико и на Гавайях, а также использовали жуков, выращенных в лаборатории. У насекомых извлекали пищеварительный тракт, измельчали и помещали в богатую кофеином питательную среду, отслеживая, какие виды бактерий смогут там размножиться.

Ученые обнаружили 14 видов бактерий, который были способны разлагать кофеин. Большинство этих бактерий имелось у жуков из всех семи регионов, а самым распространенным оказался вид Pseudomonas fulva. Чтобы подтвердить роль бактерий в расщеплении кофеина, исследователи дали жукам антибиотик, убивший все микроорганизмы в их пищеварительной системе. В результате кофеин перестал усваиваться их организмом. Жуки выжили, но количество откладываемых ими яиц сократилось на 95 %. Когда же ученые добавили в рацион жуков бактерий Pseudomonas fulva, через некоторое время кофеин из фекалий жуков вновь исчез, так как разлагался бактериями в кишечнике.

Некоторое время назад исследователи из Корнелльского университета определили, как кофейный жук справляется с другим содержащимся в кофе веществом – галактоманнаном. Как оказалось, жуки вырабатывают особый фермент, который расщепляет галактоманнан, но ген, который кодирует этот фермент, жуками был позаимствован когда-то из генома бактерий-симбионтов.

Источники:

1. polit.ru