Interessen fortsætter bare med at opbygge omkring mikrobiomet - billionerne af mikroorganismer, der bebor kroppen af større dyr og ser ud til at spille en rolle i fænomener fra menneskelig humør og appetit til sexbestemmelse i rolly pollies. Det seneste mikrobielle trick er så icky, som det er imponerende: Bakterier, der lever i kakerlakens tarme ser ud til at kontrollere insektmøder ved at snøre deres værteres bæsj med kemiske signaler.
Relateret indhold
- Alle poops. Nogle dyr spiser det. Hvorfor?
- En kakerlak kan bide med en kraft 50 gange dens kropsvægt
- En kærlig touch udløser kakerlakker for at gøre babyer hurtigere
”Først nu begynder vi at sætte pris på involvering af mikrober i dyrekommunikations- og adfærdssystemer, ” siger Coby Schal, professor i entomologi ved North Carolina State University. ”Dette er et af de reneste eksempler på denne type ting.”
Tidligere undersøgelser af den fæcesrelaterede facet af mikrobiomet fokuserede stort set på pattedyr, især rollen som bakterieproducerede fedtsyrer i hyenas duftkirtler, der ligger nær anus. Disse kemiske signaler ser ud til at spille en rolle i at hjælpe hjørnetænderne med at skelne medlemmer af deres gruppe fra udenforstående. Men at udføre kontrollerede eksperimenter på hyener er ingen let opgave.
”Det er her, insekter, især kakerlakker, er nyttige, ” siger Schal. "Vi kan let hæve dem under sterile forhold, og vi kan udføre fækale transplantationer."
Schal og hans kolleger fokuserede på tyske kakerlakker, de ihærdige skadedyr, der angriber køkkener, badeværelser og restauranter rundt om i verden. Kakerlakker har den charmerende tendens til at afvise, hvor de bor og sover, siger Schal, og de er også gregarious insekter - dem der kan lide at tilbringe deres tid i grupper. Afføring udviklede sig derfor som et lugt signal for at føre roaches til venner.
”Det er derfor ikke urimeligt, at signalerne i fæces vil være forbundet med bakterier, fordi insekternes bagdele er fyldt med bakterier, ” siger Schal.
For at sætte denne hypotese på prøve begyndte Schal og hans kolleger med at bekræfte, at tyske kakerlakker virkelig tiltrækkes af deres egen fæces - en opdagelse, som først blev gjort af andre forskere i 1970'erne. De præsenterede laboratorieopdrættede kakerlakker med et opløsningsmiddel af deres slags bæsj og fandt ud af, at selv når de skulle opdage det på afstand, gjorde kasterne en strejf til slupperne.
”Det er en smuk opførsel, hvor de kan lide lugten af deres egen fæces, ” siger Schal.
Derefter steriliserede forskerne kakerlakæg og opdrættede babyerne under sterile forhold, hvilket betyder, at disse insekter ikke indeholdt bakterier i deres tarm eller fæces. Holdet præsenterede derefter prøver af steril og ikke-steril bæsj til roach-nymfer for at se, hvilke de foretrak.
De bakteriefri afføring var “utroligt mindre effektive” til at fange opmærksomheden fra andre kakerlakker, siger Schal. Da forskerne kiggede nærmere på de sterile versus ikke-sterile prøver, fandt de, at de førstnævnte stort set manglede flygtige fedtsyrer, også kendt som carboxylsyrer, som er fermenteringsprodukter med bakteriel aktivitet.
"Ikke-steril fæces har enorme mængder af disse syrer, mens mange forbindelser manglede, og de fleste var enormt underrepræsenteret i steril fæces, " siger Schal. "Dette antydede en sammenhæng mellem den opførsel, vi så, og kemi."
For at være ekstra sikker på forbindelsen husede forskerne seks af de mest fremtrædende forbindelser og lavede en syntetisk blanding af dem, som de fandt var yderst effektive til at tiltrække kakerlakker og få dem til at samle sig.
”Så vi konkluderer, at det er bakterierne snarere end selve kakerlakken, der er involveret i at producere dette signal, ” siger Schal. Han og hans kolleger rapporterede deres fund i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences .
Disse "meget interessante" fund kan have vigtige konsekvenser for skadedyrskontrol, ifølge Philip Koehler, professor i entomologi ved University of Florida, som ikke var involveret i forskningen.
”Hvis du er i stand til at få kakerlakker til at aggregeres omkring en behandling, hvad enten det er en agn eller en spray, kan du sandsynligvis få bedre kontrol, ” siger han. ”Det, vi gør nu, er at udlægge behandlinger, der ikke er baseret på, hvor kakerlakker befinder sig, men hvor vi forventer, at de er.”
Alternativt tilføjer han, at fæces 'kemi kunne bruges til at lokke kakerlakker i en fælde, så de kan fjernes fra et hjem eller en virksomhed snarere end at skulle slukke hele strukturen i kemikalier.
Mike Rust, en fremtrædende professor i entomologi ved University of California, Riverside, som heller ikke var involveret i forskningen, siger, at arbejdet var ekstremt godt udført og tydeligt viser den rolle, som flygtige carboxylsyrer produceret af tarmbakterier spiller i kakerlak-samlinger.
Selvom han ikke tror, at fundene nødvendigvis ville øge effektiviteten af lokkemad, mener han, at de kunne være nyttige til at forbedre anvendelsen af insekticider med revner og revner. Cocktails af aggregeringskemikalier, siger han, "kan reducere repellen af sprøjter og øge den tid, kakerlakker kommer i kontakt med behandlingsoverflader."
Schal mener, at fundene sandsynligvis finder anvendelse på alle kakerlakker, der samles, inklusive andre skadedyrarter som den amerikanske kakerlak og den orientalske kakerlak. Han og hans kolleger planlægger at undersøge sådanne spørgsmål i fremtiden. Han forventer også, at lignende fund, der er relateret til mikrobiomets rolle i dyresignalering og kommunikation kan dukke op for andre typer organismer.
”Jeg tror, at vi i det næste år vil se masser af eksempler på denne type ting, der forekommer i naturen, fra insekter helt op, muligvis til mennesker, ” siger han.
