В зоопарках и инсектариях по всему миру для кормления животных широко используются личинки жука Zophobas atratus (Fabricius, 1775) (Coleoptera: Tenebrionidae) из семейства жуков-чернотелок. Этот вид обитает в тропических регионах Центральной и Южной Америки и в настоящее время завезён во многие регионы Европы и Азии.

Высокая плодовитость и простота содержания делает его удобным модельным видом для проведения различных экспериментов по исследованию биологии насекомых, их адаптаций при воздействии различных факторов среды, а также молекулярно-генетических и биотехнологических исследований.

Перед исследователями из объединённого научного коллектива из ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН, Дальневосточного федерального университета, и Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН стояла задача оценить влияние на иммунитет Z. atratus разработанной искусственной питательной диеты на основе грибов, которая соответствует трофическим предпочтениям жуков-чернотелок и их личинок в природе.

Учёные применили подход, при котором изменение иммунитета оценивалось по антибактериальной активности гемолимфы личинок в отношении ряда бактериальных штаммов и выяснили, что разработанная искусственная питательная диета увеличивает антибактериальную активность гемолимфы личинок Z. atratus. Полученный результат позволяет продвинуться в поиске оптимальных условий для массового разведения насекомых, устойчивых к микробным патогенам.

«Данная работа носит фундаментальное значение для понимания связей между питанием и организменными функциями у жесткокрылых насекомых, приспособленных к жизни в древесине и частично питающиеся ею, и является первым сообщением о регуляции иммунного статуса данной группы насекомых. Отбор насекомых с наиболее ярко выраженными антимикробными свойствами позволит получить линии личинок с развитой иммунной системой и высоким уровнем экспрессии антимикробных пептидов для нужд биотехнологии (извлечение и исследование антибактериальных соединений широкого спектра действия, разработка экологически безопасных препаратов для контроля численности вредителей деловой древесины и т.п.)», — подчеркнул заместитель директора по научной работе ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН Александр Куприн.

В дальнейшем авторы предполагают изучить частные механизмы полученных результатов.

«Возможно, вместе с диетой в организм насекомого попал ряд микроорганизмов, которые запустили иммунный ответ, наблюдаемый нами на проведенных тестах. Также, кроме патогенных экзогенных микроорганизмов, в настоящее время есть неопровержимые доказательства того, что различные непатогенные микроорганизмы могут стабильно или временно населять гемолимфу у различных насекомых. Следовательно, поступление питательных веществ, входящих в диету, предположительно, могли служить неким субстратом для развития микроорганизмов, которые входят в состав микробиома насекомых.

В-третьих, за поддержание или активацию иммунной системы отвечают белки, а улучшение питания приводит к накоплению жира и интенсивному развитию жирового тела, которое является основным источником плазматических белков. В соответствии с этой гипотезой, возможно, грибковая диета, богатая белками и витаминами, способствует повышению жизненных показателей личинок», — отметила инженер лаборатории энтомологии ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН Владислава Бакланова.

С полным результатом можно ознакомиться в журнале Insects.