Interessen fortsetter bare å bygge rundt mikrobiomet - billionene av mikroorganismer som bebor kroppene til større dyr og ser ut til å spille en rolle i fenomener fra menneskelig humør og appetitt til kjønnsbestemmelse i rolly pollies. Det siste mikrobielle trikset er like icky som det er imponerende: Bakterier som lever i kakerlakk-tarmer ser ut til å kontrollere insektmøter ved å snøre vertenes bæsj med kjemiske ledetråder.
Relatert innhold
- Alle poops. Noen dyr spiser det. Hvorfor?
- En kakerlakk kan bite med en styrke 50 ganger sin kroppsvekt
- En kjærlig touch utløser kakerlakker for å gjøre babyer raskere
"Først nå begynner vi å sette pris på involvering av mikrober i dyrekommunikasjons- og atferdssystemer, " sier Coby Schal, professor i entomologi ved North Carolina State University. "Dette er et av de reneste eksemplene på denne typen ting."
Tidligere studier på avføringsrelatert fasett av mikrobiomet fokuserte i stor grad på pattedyr, særlig rollen som bakterieproduserte fettsyrer i hyenas duftkjertler, som ligger nær anus. Disse kjemiske signalene ser ut til å spille en rolle i å hjelpe hjørnetennene til å skille medlemmene i gruppen deres fra utenforstående. Men å utføre kontrollerte eksperimenter på hyener er ingen enkel oppgave.
"Det er der insekter, spesielt kakerlakker, er nyttige, " sier Schal. "Vi kan enkelt heve dem under sterile forhold, og vi kan gjøre fekale transplantasjoner."
Schal og kollegene fokuserte på tyske kakerlakker, de iherdige husholdningsskadegjørere som infiserer kjøkken, bad og restauranter rundt om i verden. Kakerlakker har den sjarmerende tendensen til å avfaske der de bor og sover, sier Schal, og de er også små insekter - de som liker å tilbringe tiden sin i grupper. Avføring utviklet seg derfor som et luktesignal for å lede kakerlakker til venner.
"Det er da ikke urimelig at signalene i avføring vil være assosiert med bakterier, fordi bakkekjolene til insekter er belastet med bakterier, " sier Schal.
For å sette denne hypotesen på prøve, begynte Schal og kollegene med å bekrefte at tyske kakerlakker faktisk er tiltrukket av sin egen avføring - en oppdagelse som ble gjort første gang av andre forskere på 1970-tallet. De presenterte laboratorieoppdrettede kakerlakker med et løsemiddel av deres slags bæsj og fant ut at selv om de måtte oppdage det på avstand, gjorde kakerlakkene en søppel for droppingen.
"Det er en vakker oppførsel der de liker lukten av egen avføring, " sier Schal.
Neste forskere steriliserte kakerlakk egg og oppfostret babyene under sterile forhold, noe som betyr at insektene ikke inneholdt bakterier i tarmen eller avføringen. Teamet presenterte deretter prøver av steril og ikke-steril bæsj til kattunger for å se hvilke de foretrakk.
Den bakteriefrie avføringen var "utrolig mindre effektiv" til å fange oppmerksomheten til andre kakerlakker, sier Schal. Da forskerne så nærmere på de sterile versus ikke-sterile prøvene, fant de at de førstnevnte stort sett manglet flyktige fettsyrer, også kjent som karboksylsyrer, som er fermenteringsprodukter med bakteriell aktivitet.
"Ikke-steril avføring har enorme mengder av disse syrene, mens mange forbindelser manglet og de fleste var enormt underrepresentert i steril avføring, " sier Schal. "Dette antydet en sammenheng mellom atferden vi så og kjemien."
For å være ekstra sikker på forbindelsen, forsket hjemmefra på seks av de mest fremtredende forbindelsene og laget en syntetisk blanding av dem, som de fant var svært effektive til å tiltrekke kakerlakker og få dem til å samle seg.
"Så vi konkluderer med at det er bakteriene snarere enn selve kakerlakken som er med på å produsere dette signalet, " sier Schal. Han og kollegene rapporterte om funnene sine i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences .
Disse "veldig interessante" funnene kan ha viktige implikasjoner for skadedyrbekjempelse, ifølge Philip Koehler, professor i entomologi ved University of Florida, som ikke var involvert i forskningen.
"Hvis du kan få kakerlakker til å samle seg rundt en behandling, enten det er et agn eller en spray, kan du sannsynligvis få bedre kontroll, " sier han. "Det vi gjør nå, er å få ut behandlinger som ikke er basert på hvor kakerlakker er, men hvor vi forventer at de er."
Alternativt, legger han til, kan avføringens kjemi brukes til å lokke kakerlakker i en felle, slik at de kan fjernes fra et hjem eller en bedrift i stedet for å måtte duse hele strukturen i kjemikalier.
Mike Rust, en fremtredende professor i entomologi ved University of California, Riverside som heller ikke var involvert i forskningen, sier at arbeidet var ekstremt godt utført og indikerer tydelig hvilken rolle flyktige karboksylsyrer produsert av tarmbakterier i kakerlakksamlinger.
Selv om han ikke tror at funnene nødvendigvis vil øke effektiviteten til agn, mener han at de kan være nyttige for å forbedre anvendelsen av sprekker og sprekker insektmidler. Cocktailer av aggregeringskjemikalier, sier han, "kan redusere frastøtningen av spray og øke tiden kakerlakker kommer i kontakt med behandlingsflatene."
Schal mener funnene sannsynligvis gjelder alle kakerlakker som samles, inkludert andre skadedyrarter som den amerikanske kakerlakken og den orientalske kakerlakken. Han og kollegene planlegger å undersøke slike spørsmål i fremtiden. Han forventer også at lignende funn relatert til mikrobiomets rolle i dyresignalering og kommunikasjon kan dukke opp for andre typer organismer.
"Jeg tror i løpet av det neste året vi kommer til å se mange eksempler på denne typen ting som skjer i naturen, fra insekter helt opp, muligens, til mennesker, " sier han.
