Во многих, если не во всех, животных живут колонии бактерий, которые помогают пищеварению или укрепляют иммунитет. Передача таких микробиомов в природе происходит по-разному, у кого-то они переселяются от матери, кто-то получает их вместе с едой. Американские энтомологи экспериментально проверили, способны ли пчелы-одиночки (осмии) распространять полезных микробов через цветочный нектар и пыльцу. Опыты говорят, да, хотя некоторая доля бактерий теряется.
Пчела-одиночка Osmia lignaria собирает нектар / © Wikimedia Commons, Oregon State University.
Многие животные не могли бы жить своей обычной жизнью без микроорганизмов, живущих внутри них. Микробиомы, состоящие из множества различных бактерий, к примеру, помогают переваривать пищу. В кишечнике вулканических улиток, живущих рядом с черными курильщиками, обитают микробы-симбионты — они перерабатывают опасную для улиток-хозяев серу в питательные для них вещества. От кишечного микробиома у куриц зависит качество иммунной системы, а у людей он влияет на психическое здоровье.
Бактериям нужно как-то колонизировать организм-хозяин. Микробиом может передаться от матери к ребенку (вертикальный путь) или во время взаимодействия с окружающей средой. Иногда молодые особи поедают фекалии членов собственной группы, чтобы колонизировать кишечник необходимыми микробами. А медоносные пчелы (Apis mellifera) через опыление распространяют как полезные, так и патогенные бактерии.
Но эти насекомые тесно связаны с человеком, потому мы кое-что знаем об их жизни. Куда менее изученная, но более разнообразная группа пчел — осмии (Osmia). Род еще называют одиночными пчелами, они не живут в ульях, а гнездятся в деревьях, земляных норах и других местах. Это такие же опылители, как и привычные нам медоносные пчелы, и энтомологи Калифорнийского университета в Риверсайде (США) решили проверить, получают ли осмии бактериальные штаммы (в частности, Apilactobacillus micheneri) от цветов во время опыления. Результаты экспериментов опубликовал журнал Ecology and Evolution.
Исследователи вырастили фацелию пижмолистную (Phacelia tanacetifolia), медоносное растение, чьи цветы часто посещают дикие осмии, и убедились, что ни в пчелах, ни на цветах нет бактерии A. micheneri (она любит фруктозу, обитает в нектаре и пчелиных кишках). Перед экспериментом энтомологи опрыскали 70 цветков фацелии раствором с бактериальной культурой, после чего поместили их в сетчатые клетки с 15 пчелами во дворе на час.
За это время насекомые должны были собрать нектар и пыльцу фацелий. Затем специалисты заменили цветы с бактериями на обычные — и оставили их с пчелами еще на два часа. После этого первые 15 осмий-переносчиков удалили, а в клетку запустили 15 новых пчел к обычным цветам на два часа. В контрольной группе другие 15 осмий жили рядом с неопрысканными цветками. В конце опытов ученые отобрали из каждой группы по несколько «участников» — цветков (контрольных и нет), пчел (контрольных, переносчиков и получателей).
В конце исследователи собрали материал для лабораторного анализа с цветков и кишечника насекомых. Через 12 дней они подсчитали колонии бактерий A. micheneri. Культура находилась на 90% опрысканных цветков, в 80% пчел-переносчиков, а также на 80% обычных цветков (на них садились первые 15 осмий) и в 66% пчел-получателей (кто собирал нектар с обычных фацелий). После каждого этапа опытов число колоний бактерий снижалось, но анализ бактериального ДНК подтвердил идентичность микроорганизмов.
Результат доказывает передачу бактерий от одиночных пчел цветкам и наоборот. Ранее такой путь распространения предполагался теоретически, но теперь энтомологи убедились в этом экспериментально. Взаимодействие между пчелами и цветами создает сеть микробного обмена, в том числе и полезными бактериями. A. micheneri, как подчеркивают авторы статьи, улучшает поглощение питательных веществ у осмий, защищает насекомых от патогенов. Теперь ученые хотят узнать, какие растения лучше всех способствуют переносу полезных микробов между пчелами.
