Небезпечні інвазивні комахи - червоні вогняні мурахи - знаходять відповідні місця для будівництва нових колоній по запаху речовин, які виділяють актінобактерії. Ці ж бактерії пригнічують ріст небезпечних для мурашок грибків і заодно використовують комах для розселення. У тонкощах відносин мурашок, бактерій і грибків розібралися китайські біологи, які описали їх у журналі.
Головна небезпека для ґрунтових комах, у тому числі мурахів, - паразитичні грибки, які оселяються під хітиновим панцирем комах і виділяють токсини, які зрештою вбивають господарів. Серед таких грибків - знаменитий кордіцепс, який змінює поведінку мурашок, перетворюючи їх на «зомбі». Раніше вчені з'ясували, що зростання таких грибків придушують актинобактерії - саме вони створюють зони, безпечні для комах. Але залишалося неясним, як саме мурахи знаходять такі зони, де можна створити нову колонію.
Хунмей Хуан (Honmeig Huang) з Південно-Китайського сільськогосподарського університету і його колеги з КНР і Німеччини вирішили з'ясувати, як «безгрибкові зони» знаходять червоні вогняні мурахи (). Це інвазивні комахи, їхні укуси можуть бути небезпечні для людей. Спочатку вони мешкали в Південній Америці, а в 1990-ті роки проникли в США, а з початку 21 століття потрапили в Австралію, Нову Зеландію і Китай. Автори дослідження припустили, що мурахів приваблює запах геосміну або 2-метилізоборнеолу - речовин, які продукують актинобактерії. Саме цей запах, на їхню думку, може служити для мурашок сигналом, який вказує, що на цьому місці можна будувати мурашник.
Щоб перевірити цю гіпотезу, вчені досліджували зразки ґрунтів з різних місць проживання мурашок на двох ділянках в районі міста Гуанчжоу. За допомогою газової хроматографії та мас-спектрометрії вони шукали в зразках геосмін і 2-метилізоборнеол, а потім за допомогою полімеразної ланцюгової реакції визначали, чи є в ґрунті актинобактерії. Кількісний ПЛР-аналіз підтвердив, що вміст і в ґрунті було значно вище на «» сприятливих «» ділянках. У грунтах було виявлено геосмін і 2-метилізоборнеол, причому їх вміст був значно вищим у ґрунті зі сприятливих місць гніздування.
Крім того, автори підтвердили, які саме грибки вбивають мурахів. Для цього вони збирали загиблих маток і тримали на вологому фільтрувальному папері до тих пір, поки з їх тіл не виростали гриби. Потім гриби збирали і вирощували в живильному середовищі. В результаті вони визначили видову приналежність грибків - вони ставилися до пологів і, «родичка» знаменитого кордіцепсу. У тілах самок, загиблих на сприятливому ґрунті, не було знайдено слідів патогенних грибків.
У наступному експерименті вченим потрібно було переконатися, що бактерії дійсно пригнічують зростання грибків. Для цього вони вирощували грибки в чашці Петрі, а потім додавали актінобактерії. Усі вони виявилися здатними зменшувати зростання грибів - діаметр колонії в чашці з додаванням бактерій був значно меншим, ніж у контролі (без них).
Нарешті, в останній фазі експерименту вони визначили, чи дійсно мурахи можуть відрізняти ґрунт з актинобактеріями. Вони використовували ольфактометр - прилад, що являє собою скляну камеру з трьома «коридорами». У двох з коридорах знаходилися зразки ґрунту зі сприятливих і несприятливих для мурахів місць, а третій, порожній, служив контролем. У центр камери дослідники поміщали близько 40 робочих мурахів і близько десятка королев і спостерігали за їх переміщеннями: в який з коридорів йшли мурахи. Експеримент повторювали п'ять разів, причому перед кожним повтором камеру протирали спиртом, щоб стерти запахові доріжки, міняли місцями зразки ґрунту і запускали в лабіринт нових, ще «недосвідчених» мурахів. У результаті було встановлено, що близько 170 мурахів з 200 досліджуваних повзли в бік рукава зі сприятливим ґрунтом.
Ці результати підтверджують, що актінобактерії і дійсно виділяють особливі речовини, які приваблюють мурашок - геосмін і 2-метилізоборнеол, і самі ґрунтові бактерії пригнічують зростання ентомопатогенних грибів, здатних заподіяти шкоду мурашиної сім'ї. Отримані дані, як зазначають вчені, - перше підтвердження впливу хімічних сигналів ґрунтових мікроорганізмів на вибір гнізда для маток, що щойно спарювалися.
Червоний вогняний мураха є одним з найнебезпечніших видів інвазивних мурашок, шкідником сільськогосподарських культур. Отримані дані можуть допомогти стримати поширення шляхом зміни ґрунтової мікробіоти.