スズメバチの腸内微生物は農薬を弱める

雑誌Cell Host＆Microbeで2020年2月に公開された興味深い研究では、スズメバチが一般的に使用される農薬であるアトラジンにさらされると、腸の微生物叢が変化して農薬への暴露による悪影響を弱めることが報告されています。

さらに、その変化は子孫にまで伝えられます。つまり、次世代は化学物質にさらされなくてもアトラジン耐性を継承できるのです。

殺虫剤は、害虫と思われる昆虫種を制御するために広く使用されており、多くの昆虫種やそれらを捕食する鳥、および、それらによって受粉する植物の生存に大きな問題をもたらします。

すべての農薬の中で、アトラジンは世界中で販売されている2番目多い農薬です。

アトラジンは動物に多くの影響を引き起こすことが知られています。

しかし、これらの動物宿主内に生息する微生物にどのように影響するかについてはあまり知られていません。

研究

連続的または急性的にアトラジンにさらされた動物の腸内微生物に何が起こるかを調べるために、研究者らはナソニアビトリペニスと呼ばれるスズメバチの種類を選択しました。

彼らは、スズメバチを300 ppb（10億分の1）のアトラジンにさらしました。

彼らは、また別のグループのスズメバチを36世代にわたって30 ppbにさらしました。

30 ppbのアトラジンにさらされた3番目のグループは、26世代から35世代までアトラジンを含まない環境に切り替え、観察がなされました。

彼らは、影響を受けたスズメバチによって作成されたRNAコピーと、36世代以上のスズメバチを介して生成された結果のタンパク質を調べました。

別の実験では、スズメバチは無菌環境で飼育されました。

これらのスズメバチのサブグループでは、アトラジンに暴露したスズメバチの腸内微生物叢がを無菌環境のグループに移植されました。

そして、これら両方のグループでアトラジン耐性の存在を探しました。

調査結果

調査者は、これらのハチが300 ppbのアトラジンにさらされた場合、ミトコンドリアの動作方法と全体的な行動に免疫機能の変化が生じたことを発見しました。

アトラジンにさらされたスズメバチの第一世代には、腸内細菌集団の変化という形で行動の変化が見られました。

その結果、細菌はより多様になり、全体的な細菌数がより増加しました。

腸内細菌パターンは母体側から受け継がれました。

研究者たちは、腸内微生物叢にも同様に、わずか30 ppbのずれがあることを発見しました。そして、この変化も相続が可能でした。

36世代にわたり曝されたことで、この農薬による致死率は10分の1に低下し、更に、また別の注目すべき事象が起こりました。

グリホサートと呼ばれる除草剤や別の除草剤にさらされていないにもかかわらず、スズメバチは、また、この化合物に対する免疫を示しました。

3番目のグループでは、30 ppbアトラジンのスズメバチが次の6世代でアトラジンへの暴露が顕著になくなった食事を与えられました。パターン。

30 ppbアトラジンに曝された餌を食べたスズメバチのいる3番目のグループでは、次の6世代ではアトラジンへの暴露が顕著に見られなかったため、腸内細菌叢は頑なに以前のパターンに戻ることを拒否し、親のパターンに執着していました。

アトラジンにさらされたスズメバチでは、まれな腸内細菌種であるセラチア・マルセセンス（霊菌）、および、シュードモナス属の密度に顕著な変化が観察されました。

これらの細菌はアトラジンを分解し、スズメバチへの有害な影響を減らします。

これらの細菌は、アトラジンに曝されていないスズメバチに与えられ、その耐性が評価されました。

ガットフリー環境で育てられたスズメバチは、以前の遺伝性アトラジン耐性が喪失したことが示されました。

しかし、アトラジンに暴露されたスズメバチの腸内微生物叢をこれらの暴露されていないスズメバチに移植すると、アトラジンに耐性となりました。

これは、腸微生物叢がこの場合、シンバイオを介した農薬耐性において、曝露された化合物と曝露がまだ発生していない他の化合物の両方に重要な役割を果たすことを示しています。

概要

調査を行ったロバート・ブラッカー氏は、次のように述べています。

「全体的には、複数の農薬に対する耐性が亜毒性濃度にさらされている集団で生じる可能性があること、そして、微生物叢がこの耐性を促進し、宿主の動物が持つ他の農薬に対する耐性を提供することを実証しています。」

この結果は、アトラジンへの急性暴露後の腸内細菌叢の破壊が、暴露がなくなった後でも、世代を超えて継承されることを示しています。

研究者は、致死量以下のアトラジンへの一定の曝露がスズメバチの腸内の微生物パターンの変化を引き起こすと結論付けています。

これにより、宿主は有毒化合物の分解の結果として耐性を獲得します。

したがって、これは、新しい毒素を克服するために、腸の共生生物を介して宿主が環境に高速で適応する事例です。

まとめ

生態学者は、機能に影響を与え、次の世代に引き継ぐことができる腸内細菌叢のこのような変化は、さまざまな生命形態に対する農薬の影響の広範な評価の一部であり、対処戦略もまた同様です。

アトラジン代謝遺伝子は、この農薬にさらされた野生のミツバチでも発見されています。

この研究は、1950年代に農薬が使用され始めて以来、何十世代にもわたってさまざまな種で同様の発見が行われる可能性を示しています。

ブラッカー氏は、

「最終的に、これらの影響は、宿主の行動、代謝ストレス、免疫能、および宿主微生物叢の調節に影響を及ぼす可能性があります。」

と指摘しています。

【以下のリンクより引用】

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