Фото: teamoty.com

Кофейные жуки приобрели способность есть и переваривать сахаристые вещества из зерен кофе, позаимствовав необходимый для этого ген у одной из бактерий в микрофлоре их кишечника, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Кофейные жучки Hypothenemus hampei считаются самым опасным и распространенным вредителем для плодов и зерен кофе в мире. Самки этих насекомых прогрызают мякоть плода кофе и откладывают на поверхность семян свои яйца, из которых вылупляются личинки и съедают зерна.

Группа биологов под руководством Джоселин Роуз (Jocelyn Rose) из Корнеллского университета в городе Итака (США) исследовала геном кофейных жучков, изучая гены, задействованные в переваривании мякоти плода и семян.

Ученые обнаружили, что своей славой главного вредителя кофейных плантаций насекомые обязаны одной из бактерий, обитавшей в кишечнике их предков. Геном этой бациллы содержал в себе ген, отвечающий за сборку молекул фермента, расщепляющего галактоманнан — основное сахаристое вещество зерен кофе.

Роуз и ее коллеги выяснили, что жучки приобрели ген в результате так называемого горизонтального переноса — обмена фрагментами ДНК между клетками различных видов. Ранее считалось, что межвидовой обмен генами или горизонтальный перенос происходит, в основном, среди бактерий и других одноклеточных организмов. Однако позже гены бактерий-паразитов были обнаружены в геноме некоторых насекомых.

Как полагают ученые, данный ген жучки получили от одной из бактерий микрофлоры, которая, скорее всего, принадлежала к числу микробов из рода бацилл (Bacillus). Перенос гена из клеток бактерий в геном жучка-прародителя обеспечил ему солидное конкурентное преимущество по сравнению с другими представителями его вида: он теперь мог обходиться без бактерий-нахлебников и целиком переваривать полученные сахара.

Биологи проверили свой вывод, добавив белковый экстракт из клеток кишечника жучка в раствор галактоманнана. Как и ожидали исследователи, ферменты успешно расщепили молекулы сахаристого соединения.

По словам Роуз и ее коллег, такие процессы должны часто происходить среди насекомых, которые «специализируются» на одном или нескольких видах растений. Бактерии в их кишечнике содержат множество полезных генов, перенос которых внутрь генома насекомого будет закреплен естественным отбором, заключают ученые.