Ученые разобрались с основными принципами работы «биореактора» термитов, в котором происходит ферментация растительного материала. Оказалось, что термиты отладили производственный процесс в «биореакторе», разделив функции по переработке углеводов между грибами и бактериями.
Об этом говорится в статье датских энтомологов из Копенгагенского университета, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Давно известно, что термиты из группы Macrotermitinae разводят в своих гнездах грибные плантации: они стаскивают туда фрагменты листьев, на которой развивается гриб Termitomyces. Однако специалисты не знали, как именно работает такое грибное «производство». Чтобы ответить на этот вопрос, ученые реконструировали полный генетический профиль колонии термитов Macrotermes natalensis, живущих в Южной Африке.
Исследователи расшифровали ДНК самих термитов, а также выращиваемых ими грибов Termitomyces и всех симбиотических бактерий, живущих в кишечниках рабочих особей, термитов-солдат и их королевы. Выяснилось, что термиты сумели скоординировать деятельность двух различных симбионтов, грибов и микроорганизмов, и создали на их основе единый «биореактор».
Фактически, работа этой системы состоит из двух этапов. Сначала молодые термиты пережевывают листья, перемешивая их со спорами Termitomyces. На экскрементах данных особей вырастают грибы, которые расщепляют сложные полисахариды до более простых молекул. Затем эту массу поедают старые термиты: бактерии в их кишечниках расщепляют олигосахариды (молекулы из нескольких моносахаридов), образовавшиеся на предыдущей стадии процесса.
Ученые определили, что в геномах грибов и бактерий, работающих в «биорекаторе», содержаться гены 111 типов ферментов гликозил-гидролаз из 128 существующих в живой природе. Это значит, что термиты-грибоводы способны перерабатывать практически все полисахариды растительного происхождения, которые не по зубам другим организмам. Также было показано, что микрофлора кишечника королевы сильно обеднена по сравнению с рабочими особями - это значит, что она никак не вовлечена в работу грибной плантации.
