Исследователи обнаружили, что представители одного вида муравьев проглатывают выделяемую из желез у них на брюшке муравьиную кислоту, чтобы защититься от бактерий, попадающих в организм с пищей или водой.
Симон Трагуст (Simon Tragust) из Галле-Виттенбургского университета имени Мартина Лютера и его коллеги изучали североамериканского муравья Camponotus floridanus, известного как флоридский муравей-древоточец или флоридский муравей-плотник. Ученые заметили, что муравьи каждый раз после приема пищи или воды начинают чистить своими челюстями брюшные железы. «Такое поведение, похоже, не было связано с пищеварением, потому что муравьи делали это даже после того, как проглотили только воду», — рассказывает Симон Трагуст.
Чтобы узнать, что происходит с муравьями, когда они теряют возможность добраться до брюшных желез, ученые сразу после кормления обездвижили муравьев, понизив температуру окружающего воздуха. После этого они измерили уровень кислотности в пищеварительной системе муравьев и выяснили, что он резко упал.
Брюшная железа муравьев выделяет муравьиную кислоту через особое отверстие — ацидопору. Кислоту муравьи обычно используют как орудие нападения или защиты. Давно известно, что некоторые птицы специально залезают в муравейники, чтобы подвергнуться действию муравьиной кислоты, которая помогает им очистить кожу и оперение от паразитов. Да и сами муравьи используют эту кислоту в качестве «санитарного средства». В предыдущих исследованиях было установлено, что они обрабатывают кислотой свои гнезда и личинок, чтобы сдерживать распространение вредоносных грибков. Но раньше не отмечалось, чтобы муравьи принимали собственную кислоту внутрь.
Однако Симон Трагуст и его коллеги установили, что глотание муравьиной кислоты действительно поддерживает здоровье муравьев Camponotus floridanus. Оно повышает уровень их выживаемости после употребления зараженной патогенами пищи.
Этот вид муравьев отличается необычно низким уровнем видового разнообразия в микробиоме кишечника, что выглядит странным, учитывая, что муравьи обычно делятся друг с другом едой. Исследователи объясняют это воздействием муравьиной кислоты на пищеварительную систему. В таких условиях успешно выживает только одна группа бактерий, Acetobacteraceae. Недавно было установлено, что эти бактерии могут быть полезны для муравьев, помогая им переваривать необходимые питательные вещества. В лабораторных тестах Трагуст и его коллеги показали, что эти бактерии успешно размножаются при инкубации в среде, содержащей муравьиную кислоту, в то время как известные патогенные виды погибают. Наиболее сильно от проглатывания кислоты зависит уровень кислотности в отделе пищеварительной системы муравья, где содержится пища, которую он отрыгивает, чтобы передать сородичам.
«Проглатывание кислоты действует как фильтрующий механизм, структурирующий микробиом муравья, — говорит Трагуст. — Результаты нашего исследования показывают, что муравьи поддерживают высокий уровень кислотности в своей пищеварительной системе путем проглатывания секрета своих ядовитых желез во время чистки ацидопор».
Исследование было опубликовано в электронном научном журнале eLife.
