在研究中,“肠道细菌对于食草龟蚂蚁的正常角质层发育至关重要“这是1月29日发布的自然通信,研究人员特别突破了细菌所贡献的组分,所以他们的主人可以建造更厚的盔甲。
当研究人员在植物吃龟蚂蚁中杀死肠道微生物时,他们的外骨骼只有一半像普通龟蚂蚁一样厚。结果揭示了肠细菌可以在生物中发挥的不同作用。
在微生物的帮助下,这些发现可能为生物化学法提供了新的生物化方向,以设计装甲或涂层。
“这是第一项研究表明特定角质层组分来自共生细菌提供的营养素,”高级作者Corrie Moreau.,玛莎N.和John C.和John C. Moser教授的节肢动物生物系统和生物多样性以及农业和生命科学学院的康奈尔大学昆虫收藏的生物多样性和主任和头部策展人。
不同的蚂蚁物种包括食草动物(植物饮食者),一般主义者和捕食者。食草动物在其饮食中缺乏氮,用于构建一些氨基酸,但通过演化,昆虫的消化系统中的共生肠道微生物处理植物物质并将其转化为其他不可用的必需氨基酸。掠夺者和通用主义者直接从他们的饮食中获取细胞的这些结构块。
少数关于甲虫的先前研究表明,当用抗生素杀死肠道细菌时,甲虫的角膜(外骨骼)变得越来越薄。
在这项研究中,莫鲁和同事分离了乌龟蚂蚁的菌落,并将它们分成两半。一半,一个对照组,单独留下;在另一半,肠道细菌主要用抗生素消除。
然后,研究人员喂食富含尿素的富含尿素的食物,一种具有高氮含量的化合物。它们在尿素中使用氮同位素,因此它们可以定位元素可以在蚂蚁内整合的位置。然后,研究人员可以追踪细菌蚂蚁自己加工多少氮,并且细菌正在制作的贡献是合成氮的。
由于成年蚂蚁完全开发出骨骼,因此在整个蚂蚁的发育过程中遵循饲养方案,包括幼虫和蛹阶段。
最后,研究人员测量了外骨骼,发现无菌蚂蚁中的结缕作用约为厚。然后使用分析化学,莫鲁和同事然后在角质层组分中搜索氮同位素。在对照组中,研究人员发现甲壳素内的同位素(作为昆虫外骨骼中的主要成分的生物聚合物),切有蛋白质和“交联剂”中的角质质中的组分,其用作连接纤维。
“在这种情况下,昆虫主持人或女主人,正在制造一些组件,即它正在投资角质层,”莫鲁说,“但它依赖于其肠道细菌来合成它需要构建的组件坚韧的角质层。“
Christophe Duplais是法国国家科学研究院成员和参观化学和化学生物学教授的国家中心,是论文的第一作者。共同作者包括来自法国奥尔良大学的研究人员;Bruker Biospin,法国;密歇根州大急流大学的凯文大学;和法国南特大学。
该研究由法国国家研究所和美国国家科学基金会资助。