Німецькі дослідники виявили 35 пептидних токсинів в отруті найбільшого роду мурах — Camponotus, або мурах-теслярів. Отруйні пептиди змогли зруйнувати клітинні мембрани організмів, а також протистояти грибкам. Досі науковці вважали, що мурашина кислота, яка є основним компонентом отрути цих мурах і відповідальна за її дію, забезпечує більшість відомих функцій. Дослідження опублікували в журналі Science Advances.
Чому науковців зацікавила отрута саме мурах-теслярів?
Щоб захищатись і нападати, більшість мурах використовують отрути різного біохімічного складу. Для підродини мурах Formicinae, до яких належать мурахи-теслярі, характерною особливістю отрути є концентрована мурашина кислота. Оскільки у них відсутнє жало, то мурахи-теслярі застосовують отруту з мурашиною кислотою, розпилюючи або передаючи її через укус. Тоді як інші мурахи та тварини з жалом здебільшого використовують отрути білкової природи, безпосередньо вводячи її жертві. Такі отрути мають інсектицидні, паралітичні, цитотоксичні, антимікробні властивості, що надає їхнім власникам стійкість до інфекцій, а також допомагає в полюванні на здобич і захисті від хижаків. Хоча раніше науковці припускали, що в отруті мурах підродини Formicinae теж можуть міститись пептиди, досі не було зрозуміло які саме і що вони роблять. Саме це європейська команда на чолі з фахівцями Вільного університету Берліна вирішила з'ясувати.
Що виявили в отруті мурах-теслярів?
Щоб дослідити склад отрути мурах, науковці використали методи мас-спектрометрії та хроматографії, які допомагають виділити окремі сполуки з суміші, і транскриптоміки, яку використовують для генетичного аналізу зразків. У зразках восьми різних видів мурах дослідники відшукали 35 пептидів, у частини з яких вперше розшифрували амінокислотну послідовність. Ці пептиди кодують гени, що належать до двох різних груп і зустрічаються у 21 роду підродини Formicinae. Ба більше, знайдені пептиди відрізняються за кількістю і різноманітністю залежно від виду. Крім того, науковці знайшли докази того що пептиди виробляються і зберігаються в резервуарі отрути — на це вказали зміни в їхній хімічній будові, що виникли через взаємодію з мурашиною кислотою.
Команда дослідників також зʼясувала, що отруйні пептиди здатні руйнувати клітинні мембрани на прикладі овечих еритроцитів і спор грибів. Знайдені пептиди також проявили протигрибкові властивості до умовно-патогенних грибів Metarhizium pingshaense та Beauveria bassiana і штаму Penicillium brocae. Хоча мурашина кислота має швидку антимікробну дію, науковці припускають, що ці пептиди можуть виконувати функцію захисного протигрибкового шару після того, як кислота випарувалась або нейтралізувалась.
Крім пептидів, дослідники виявили високий вміст іонів калію в отруті, який в отруті інших тварин виконує функцію паралічу здобичі. А також ліпіди, серед яких — олеоїлетаноламід та лінолеоїлетаноламід, що виконують сигнальні функції в клітині. Як повідомляють науковці, у тваринній отруті їх ще не знаходили. Дослідники припускають, що в складі мурашиної отрути вони можуть виконувати антимікробну роль.
Як це відкриття змінює уявлення про захист мурах?
Дослідження показало, що отрута мурах-теслярів більш складна, ніж вважалось досі. А функції, які покладали на мурашину кислоту, можуть виконувати й інші речовини. Як зазначають дослідники, вони ідентифікували й описали перші отруйні пептиди, знайдені в цієї підродини мурах, тому потрібні подальші дослідження, щоб зрозуміти як мурахи-теслярі використовують їх в повсякденному житті. Наприклад, для захисту потомства і гнізд від патогенних мікроорганізмів, адже від цього залежить виживання колоній мурах-теслярів.
Чим дивувала отрута інших тварин
🤮 Європейські павуки, що не можуть вкусити жертву й увести їй отруту, натомість огорнули комах павутиною та зригнули на них отруту.
🕷 А от склад отрути найнебезпечніших австралійських павуків виявився залежним від того, захищаються вони від нападу чи полюють на здобич.
🐞 Австралійські сонечка, яких завезли в Європу, навчилися накопичувати та використовувати для самозахисту отруту інвазивних червців.