Исследование также дает представление о надежных защитных системах термитов и о том, как никотиноиды влияют на социальных насекомых.
Команда во главе с Майклом Шарфом, O.W. Заведующий кафедрой Роллинза / Оркина и профессор энтомологии обнаружили, что сублетальная доза имидаклоприда уничтожает ключевые микробы в кишечнике термитов и подавляет привычки социальной гигиены, которые помогают поддерживать здоровье колонии термитов.
Их защита ослабла, термиты стали уязвимыми для грибкового патогена, который обычно не представляет особой угрозы. Комбинация пестицидов и патогенов уничтожила лабораторные колонии за семь дней.
«Колония термитов может переносить эту дозу имидаклоприда и грибкового патогена независимо, но если сложить их вместе, они действительно окажут вредное воздействие», – сказал Шарф. "Понимание того, как ослабить защиту от термитов, может привести нас к новым, более безопасным технологиям контроля."
Термиты редко болеют, несмотря на то, что живут во влажных подземных условиях и в тесном контакте с тысячами других членов колонии – условия, которые идеальны для развития болезни.
В то время как термиты содержат гены защиты от болезней, общие для всех насекомых, у них также есть уникальные негенетические способы защиты от патогенных бактерий и грибов, сказал Шарф.
Термиты вырабатывают «социальный иммунитет», избавляясь от патогенов друг от друга и передавая устойчивость к болезням по всей колонии, питаясь секретами друг друга, сказал соавтор исследования Дрион Бусиас, профессор патологии насекомых в Университете Флориды, проводивший исследования иммунитет термитов и реакция на болезнь в течение нескольких десятилетий.
«Социальная чистка и уход имеют решающее значение», – сказал он. "Одинокий термит восприимчив ко всему."
Термиты также защищают себя, налаживая взаимовыгодные отношения с микроорганизмами. В кишечнике термитов находится то, что Бусиас называл «микробным садом» – богатое сообщество тысяч полезных бактерий и простейших, простых микроорганизмов, чьи симбиотические отношения развивались вместе с термитами на протяжении миллионов лет. Эти микробы позволяют термитам переваривать целлюлозу, твердый материал, который дает растениям способность стоять прямо. Но они также играют важную роль в защите от болезней.
Предыдущие исследования показывают, что некоторые из этих протистов вырабатывают фермент, который смертельно прокалывает клеточную стенку патогенных захватчиков.
Когда команда Шарфа и Бусиаса обработала колонии термитов небольшой дозой имидаклоприда, протисты начали умирать. Пестицид также оказывал лекарственное действие на термитов, подавляя поведение ухода, необходимое для предотвращения заражения членов колонии грибковым заболеванием.
Применение сублетального количества грибкового патогена быстро разрушило колонии, обработанные имидаклопридом.
Возбудитель проник во внешнюю кутикулу термитов и растворил их мышцы и органы.
«Термиты превратились в маленькие нечеткие груды кашицы», – сказал Шарф. "Обычно мы не видим этого в колониях в дикой природе, если они не подвергаются сильному стрессу."
Исследователи изучили метатранскриптом кишечника термитов – все гены термитов и микробов, которые экспрессируются в данный момент, – чтобы измерить сокращение количества кишечных микробов и лучше понять, какие гены участвуют в защите от термитов.
Неожиданно, пестицид и грибок не вызвали «стереотипные» гены иммунитета, которые они вызывают у других видов насекомых, таких как пчелы, сказал Шарф. Это открытие может указывать на то, что термиты полагаются почти исключительно на свои кишечные микробы и социальный иммунитет для защиты своего здоровья.
Будущие меры контроля могут быть нацелены на эти средства защиты, открывая дверь естественным врагам термитов для завершения работы, сказал Бусиас.