Вчені розкрили секрет «вибухівки» термітів-смертників

У біології існує поняття аутозису, або суїцидного альтруїзму. Під терміном розуміють захисний прийом в окремих видів мурах і термітів: при загрозі колонії деякі особини запускають реакцію, що розриває їхнє тіло. Гибаючи, вони забризкують отруйним чи клейким секретом нападників. Таку самопожертву, наприклад, практикують робочі терміти Neocapritermes taracua. Міжнародна група вчених нещодавно з’ясувала подробиці про складові їх «вибухівки», які раніше залишалися загадкою.

Стаття про термітів-камікадзе, що вийшла в журналі Structure, — вже не перша робота про Neocapritermes taracua, що мешкають у тропічних лісах Французької Гвіани. Раніше вчені загалом описували «біологічну зброю» цих термітів. У новому дослідженні автори розкрили нові деталі про нього.

Протягом життя у робочих особин N. taracua у спеціальній кишені у передній частині тулуба накопичуються відкладення. Ці кристали блакитного кольору, що містять фермент під назвою «блакитна лакказа BP76», — один із компонентів «вибухівки» термітів.

Смертниками у N. taracua стають найбільш дорослі комахи, які слабші і менш корисні для колонії, як молоді. Опинившись у небезпеці, літні робочі терміти, у яких запаси ферменту більші, змушують лопнути «вибух-пакет» з ним у себе на спині. Вміст практично відразу поєднується з іншою речовиною з тіл комах, молекули якого до того моменту не завдавали їм шкоди.

При з’єднанні компоненти утворюють липку та отруйну суміш, насичену токсичними бензохінонами. Під її впливом терміт-смертник гине, одночасно вбиваючи чи знерухомлюючи противників.

За допомогою методу рентгенівської кристалографії дослідники з Чехії, Японії та Франції вивчили тривимірну структуру «вибухового» ферменту з відкладень на спині термітів. Вони виявили надзвичайно міцний зв’язок між двома його амінокислотами, будівельними блоками всіх білків, поблизу активної ділянки ферменту. Останній, з’єднуючись з молекулами іншої речовини, запускає реакцію, в результаті якої утворюється смертоносний секрет.

Автори вважають, що така структура забезпечує високу стабільність та стійкість лаккази BP76. Через війну з’єднання залишається у незмінному вигляді, у своїй зберігає активність протягом усього життя термітів у умовах тропічних дощових лісів. Подібні властивості дуже важливі для захисного механізму, адже він повинен бути напоготові і активуватися негайно у разі атаки на колонію.

«Подібно до того, як знання окремих компонентів приладу проливає світло на його роботу, розуміння тривимірної структури, тобто положення окремих атомів молекули, допомагає розібратися в біологічних процесах», — прокоментувала Павлина Ржезачова (Pavlína Řezáčová), керівник лабораторії, яка проводила дослідження.