تخفي هذه الخنافس البكتيريا التكافلية في "الجيوب الخلفية" أثناء التحول

لقد طورت بعض أنواع الخنافس "أكياسًا خلفية" غير عادية لإيواء البكتيريا التكافلية بأمان أثناء التحول - المثال الوحيد المعروف عن ذلك في الحشرات. هذا جزء من ترتيب مفيد للطرفين ، لأن البكتيريا تحمي اليرقات والعذارى الضعيفة من الفطريات. وفقًا لورقة بحثية جديدة نُشرت في مجلة Frontiers in Physiology ، فقد قرر العلماء أيضًا أن الإناث البالغات فقط يحتفظن بهذه البكتيريا التكافلية ، مما يقضي على تجمعات هذه الجيوب الخلفية عن طريق الاحتكاك في منطقة الأعضاء التناسلية عند خروجها من شرانقها.

"لقد أظهرنا كيف يمكن للحشرة أن تحافظ على شركاء ميكروبيين نافعين على الرغم من إعادة الترتيب الجذرية لهياكل الجسم التي تحدث أثناء التحول ،" قالت المؤلفة المشاركة Laura V. Flórez من جامعة كوبنهاغن. "من خلال تعديل" الجيوب "الفريدة على ظهورها ، تمكنت خنافس Lagria من الاحتفاظ بمؤشراتها الواقية وتسهيل نقلها أثناء التشرنق إلى الأعضاء البالغة المطورة حديثًا."

هناك العديد من الأمثلة على الكائنات الجرثومية المتعايشة في الطبيعة. على سبيل المثال ، يحتوي حبار هاواي بوبتيل على مصباح يدوي مدمج لمساعدة المخلوق على التنقل في تلك المياه الليلية المظلمة ، ومطاردة الفريسة ، والاختباء من الحيوانات المفترسة بدورها. إنه عضو خاص في الجانب السفلي ، تجويف صغير مفيد يضم مستعمرات من البكتيريا ، Vibrio fischeri . بمجرد أن تصل هذه المستعمرة البكتيرية إلى عتبة حرجة ، فإنها تبدأ جميعًا في التوهج ، وتعمل كمصدر للضوء للحبار. طور حشرات المن ، والديدان الأنبوبية ، والدبابير الحفارة ، وسوسة الحبوب ، وبق الفاصوليا أيضًا علاقات تكافلية مع الميكروبات لأغراض مختلفة.

ثم هناك الخنافس. تتميز الخنافس عن غيرها من الحشرات بأجنحتها الأمامية التي تتصلب لتصبح إليترا تسمى إليترا. تخضع الخنافس لتحول كامل ، أي إعادة تنظيم شامل للجسم خلال عدة مراحل من التطور: من البيضة إلى اليرقة ، إلى الخادرة ، إلى ظهور شخص بالغ من هذه المرحلة العذراء. وبالتالي ، يجب أن تتكيف أي بكتيريا تكافلية وفقًا لذلك خلال هذه المراحل من التطور.

تركز الدراسة الحالية على نوعين من الخنافس على وجه الخصوص: Lagria hirta ( L. hirta ) و Lagria villosa ( em > L. villosa ) ، وكلاهما يؤوي مجتمعًا من المتعايشين الميكروبيين طوال دورة حياتهم. لام. تهيمن سلالة معينة من بكتيريا Burkholderia على متكافل الزغابات ، والتي فقدت القدرة على الحركة ومن المحتمل ألا تكون قادرة على البقاء على قيد الحياة لفترة طويلة خارج مضيفاتها الخنفساء. أراد Flórez وزملاؤه الباحثين في جامعة Johannes Gutenberg في ماينز بألمانيا معرفة المزيد حول كيفية الحفاظ على الخنافس المتعايشة معها وحمايتها خلال عملية التحول.

جمع الفريق L. hirta في ألمانيا في عام 2020 ، لتربيتها في حوض خارجي لمحاكاة الظروف الطبيعية. تم جمع النسل في عام 2021. L. تم جمع عينات الزغابات في البرازيل في عام 2019 وتم تربيتها في حاويات بلاستيكية في غرفة مناخية. بعد ذلك ، قارن الباحثون تركيزات البكتيريا التكافلية والبنية المورفولوجية للهياكل الخارجية في الذكور والإناث.

وجدوا أن الخنافس لديها ثلاثة جيوب واقية ذات فصين في الجزء الخلفي من الصدر أثناء مراحل اليرقة والعذارى لإيواء المتعايشين. كما تأوي إناث الخنافس تكافلات بين شعر مؤخرة الرأس. لكن الذكور البالغين فقدوا متعايشاتهم ، بينما انتقلت التجمعات البكتيرية إلى منطقة الأعضاء التناسلية كبالغين.