Keď alkohol pomáha…

Medzi ambróziové chrobáky radíme zástupcov dvoch skupín hmyzu – podkôrnikovitých (Scolytinae, česky kůrovců) a jadrohlodovitých (Platypodinae). Mnohé druhy sa ako votrelci rozšírili po celom svete a páchajú nemalé škody v poľnohospodárstve i lesníctve. V Českej republike i na Slovensku sa v posledných rokoch rozšíril drvinárik čierny (Xylosandrus germanus, česky drtník), mimoriadne početný a úspešný druh podkôrnika, ktorý pochádza z Ďalekého východu. Za jeho úspešné invázie do nových oblastí „môže“ najmä mutualistický (vzájomne obojstranne prospešný) vzťah s ambróziovou hubou, ktorej spóry tieto chrobáky prenášajú v špeciálnych „vreckách“ na povrchu tela. Vďaka tomu, že ambróziové chrobáky pestujú a konzumujú hubového symbionta, dokážu napadnúť extrémne širokú druhovú škálu drevín. Hostiteľmi drvinárika čierneho je vyše 200 najrôznejších druhov drevín.

Mnohé druhy ambróziových chrobákov vyhľadávajú hostiteľov pomocou etanolu, ktorý vylučujú stresované, odumierajúce či mŕtve dreviny. Oslabení hostitelia sú ideálnym substrátom pre ambróziové chrobáky a ich symbionty. Ukázalo sa však, že to nie je jediný dôvod, prečo tento hmyz priťahuje etanol.

Napriek tomu, že etanol má silné antimikrobiálne účinky, ambróziové chrobáky hĺbia svoje komôrky práve v dreve nasiaknutom alkoholom. Z výskumu medzinárodného tímu vedcov vyplynulo, že etanol v skutočnosti pomáha rastu fungálneho symbiontu, kým ostatné, konkurenčné „burinové“ mikroorganizmy potláča. Modelovým druhom použitým v experimentoch bol práve „náš“ drvinárik čierny. Výskumníci zaznamenali vyše 300 útokov drvinárikov na dreviny s etanolovou návnadou, ani jeden však neviedol k úspešnej kolonizácii hostiteľa, ak predtým neboli napustené etanolovým roztokom priamo pletivá. Ambróziovým chrobákom a ich fungálnym symbiontom chovaným in vitro sa viac darilo aj v prípade, keď substrát obsahoval etanol. Izolované ambróziové kultúry vytvárali objemnejšiu biomasu a dosahovali vyššiu hustotu pri vyššej koncentrácii etanolu (použili sa koncentrácie do 5 %), kým ich nežiadaní plesňoví konkurenti z rodov Penicillium a Aspergillus pri vyššej koncentrácii živorili.

Etanol je jedovatá látka, ktorú organizmy detoxikujú pomocou alkoholdehydrogenáz (ADH). Z experimentov vyplynulo, že aktivita ADH v ambróziových symbiontoch bola podstatne vyššia ako v prípade plesní. To znamená, že ambróziové huby dokážu etanol úspešne odbúrať. Už dlhšie je známe, že tieto huby etanol aj samy produkujú, dokážu teda regulovať jeho množstvo, aj ak ho hostiteľ prestane vylučovať. Výsledky výskumu evokujú otázku, či tento fenomén nemôže byť rozšírený pri ďalších hubových symbiontoch produkujúcich etanol, napríklad pri kvasinkách.

Ranger Ch. M. et al., PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1716852115