Musza bakteria zaprasza inne muszki na uczty owocowe

Muszki owocowe są w sposób naturalny wabione przez zapach dojrzałych i gnijących owoców, ale ich obecność na kawałku owocu przyciąga jeszcze więcej koleżanek. Zachary Durisko i Reuven Dukas z McMaster University odkryli to w 2013 r.: pokazali, że larwy przyciąga zapach owoców, w których już są inne larwy. Ten zapach nie pochodził z samych owoców ani z drożdży, które w nich fermentowały. Jakie więc było jego źródło?

Zespół podejrzewał, że odpowiedzialne były bakterie. Podobnie jak wszystkie zwierzęta, muszki są w rzeczywistości superorganizmami, które składają się z własnych ciał i wielu mikrobów, które noszą w sobie. Ci mikroskopijni partnerzy wpływają na każdy aspekt ich życia. Kontrolują wzrost i rozwój - muszki bez bakterii rosną wolniej i mają wyższy poziom cukru i tłuszczu we krwi. Determinują, z którym partnerem muszka będzie chciała uprawiać seks. Mogą także wpłynąć na długość życia owadów. Czy mogą także wyjaśnić, dlaczego larwy przyciągają się wzajemnie?

Dla sprawdzenia tego studentka Isvarya Venu pracowała z larwami i żywnością, które zostały pozbawione bakterii. Stwierdziła, że bezbakteryjna żywność wypełniona bezbakteryjnymi larwami nie była już magnesem dla innych muszek owocowych. Brak bakterii w żywności nie miał znaczenia – larwy w żaden sposób nie preferowały normalnej żywności zamiast bezbakteryjnej. Liczył się brak mikrobów w muszkach. Larwy przyciągają więcej larw, ale nie wtedy, kiedy nie mają żadnych bakterii.

Venu potwierdziła to przez zidentyfikowanie dwóch szczególnych (specyficznych?) bakterii, które normalnie żyją w larwach muszki - Lactobacillus brevis and Lactobacillus plantarum. Kiedy dodawali do bezbakteryjnej żywności i larw jeden z tych dwóch gatunków bakterii, nagle stawały się one znowu atrakcyjne dla innych larw.

Zespół sądzi, że mikroby musze uwalniają jakieś substancje, żeby przyciągnąć więcej muszek. Ale dlaczego? Związki chemiczne uwalniane przez fermentujące owoce i drożdże na nich rosnące już przyciągają muszki, bo mówią im, gdzie jest dostępny pokarm. Muszki mogą także wyczuwać feromony uwalniane przez inne dorosłe muszki, które mówią im, że w pobliżu znajdują się potencjalni partnerzy seksualni. Dlaczego więc miałyby reagować na zapach mikrobów larwy?

Jedna z możliwych odpowiedzi jest taka, że robakowi łatwiej jest drążyć owoc już poprzecinany tunelami innych larw, a szybkie drążenie pomaga unikać pasożytniczych os. Dzięki wykrywaniu zapachu Eau de Microbe muszki mogą znajdować bezpieczniejsze stołówki.

Francois Leulier z ENS-Lyon mówi, że aby naprawdę udowodnić tę tezę trzeba zidentyfikować niesione w powietrzu substancje uwalniane przez mikroby, ale że jest to „pomniejsza kwestia”. „Zachowania godowe, długość życia, regeneracja jelit, odporność gospodarza, wzrost młodzieńczy, a teraz przyciąganie przez współbiesiadników, na wszystko to wpływa środowisko mikrobowe muszek” – mówi.

Mikroby mogą także odgrywać ważną rolę w życiu społecznym innych zwierząt. Bakterie w gruczołach zapachowych hieny nadaje im różny zapach, zależny od ich płci, wieku i płodności. Jest możliwe, że hieny używają informacji zakodowanej w tych zapachach bakteryjnych w swoim życiu społecznym. Ludzie także mają bakterie pod pachami, które zmieniają nasz zapach – może my także polegamy na tych zapachach dla zasięgnięcia informacji.

Trudno jest to stwierdzić  z całą pewnością, ponieważ ludzkie pachy i gruczoły hieny pełne są olbrzymich, złożonych kolonii bakterii. W odróżnieniu od tego muszki mają tylko kilka gatunków. Dlatego są idealne do eksperymentów, mówi Kevin Theis z University of Michigan, który prowadzi badania nad hienami. „Pozwala to na prowadzenie bardzo dobrze kontrolowanych eksperymentów z muszkami, w których ich mikrobiomami można manipulować lub je eliminować, co daje szansę na pokazanie przyczynowości, a nie tylko korelacji – mówi. – W większości badań nad mikrobiomami zwierzęcymi, szczególnie w badaniach zachowań, jest to rzadkie, a często niewykonalne”.

Muszka owocowa jest ulubienicą badań laboratoryjnych i brała udział w niezliczonych eksperymentach. Wiemy bardzo dużo o jej genomie, o jej rozwoju od jednej komórki do w pełni dorosłego owada, i o tym, jak jej układ nerwowy rządzi jej zachowaniem. Pomimo to, staje się coraz bardziej jasne, że muszka jest produktem samej siebie i swoich mikrobów. Nie możemy zrozumieć jednego bez drugiego. Będę pisał o takich badaniach i o wielu innych w mojej pierwszej książce I Contain Multitudes, która ukaże się w 2016 r.

Reference: Venu, Durisko, Xu & Dukas. 2014. Social attraction mediated by fruit flies’ microbiome. Journal of Experimental Biology http://dx.doi.org/10.1242/jeb.099648

Fly bacteria invite other flies to fruit parties

Not Exactly Rocket Science, 16 kwietnia 2014

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska