Pobieranie lekcji u mistrzów rolnictwa – chrząszczy

Niektóre gatunki chrząszczy od co najmniej 40 milionów lat z powodzeniem uprawiają i zbierają plony grzybów, nie dopuszczając do rozprzestrzeniania się niszczycielskich bakterii. Dbają o długofalowe i zrównoważone relacje zarówno z uprawą, jak i środowiskiem. Sukces zamieszkujących na drzewach rozwiertków większych może okazać się pouczający dla ludzi, którzy zajmują się uprawą od zaledwie 10 000 lat.

Lekcja ze zrównoważonego rolnictwa

Rozwiertki większe, które żyją w grupach społecznych wewnątrz drzew, zabierają zarodniki grzybów ze swojego rodzimego gniazda w celu zasiedlenia nowych drzew. Zarodniki są następnie „zasadzane” i kiedy rozwiną się karpofory, nadchodzi czas zbiorów. Podobnie jak ludzie, chrząszcze muszą radzić sobie z patogenami, które niszczą ich uprawy oraz zapewnić zdrowe środowisko do rozwoju upraw.

„Moim ostatecznym celem, w ramach tego projektu, jest identyfikacja możliwych rozwiązań, które mogą posłużyć naukowcom i badaczom zajmującym się leśnictwem i rolnictwem” – wyjaśnia koordynator finansowanego ze środków UE projektu FARMING IN BEETLES, dr Peter Biedermann z Instytutu Ekologii Chemicznej im. Maxa Plancka w Niemczech. „Podobnie jak w gniazdach badanych przeze mnie chrząszczy, patogeny grzybowe stwarzają ogromne zagrożenie dla naszego rolnictwa, a zatem poznanie, na czym polega sukces chrząszczy może okazać się użyteczne także dla prowadzonych przez nas upraw”.

Rozpoczęty w marcu 2015 r. dwuletni projekt, finansowany z wewnątrzeuropejskiego stypendium Marie Curie, już zaowocował nowymi ustaleniami. Zależność między chrząszczem a grzybem nie dotyczy jednego, ale kilku gatunków grzybów, które są sadzone w gnieździe prawdopodobnie po to, aby stosować na przykład płodozmian, z którym zaznajomieni są także rolnicy. Interesujące jest to, że kilka bakterii odgrywa zasadniczą rolę w indukowaniu karpoforów i zwalczaniu patogenów.

„Prawdziwym zaskoczeniem było przekonanie się, że kornik drzew owocowych, rozwiertek większy – który to gatunek głównie badam – uprawia w większości jeden szczep grzyba występujący w całej Europie” – stwierdził Biedermann. „Ludzie również uprawiają kilka wyjątkowo wydajnych odmian uprawnych. Kolejnym fascynującym odkryciem jest fakt, że grzyby występują tylko w tych chrząszczach, które kolonizują martwe drzewa. Chrząszcze zamieszkujące w drzewach, które są nadal żywe nie są nosicielami grzybów, gdyż prawdopodobnie doprowadziłyby w ten sposób do śmierci swojego żywiciela”.

Projekt oparł się także na ustaleniu, że wzrost roślin można pobudzić za pomocą niektórych mikroorganizmów (endofitów), które żyją w tkance roślin i są pomocne w odstraszaniu roślinożerców. „Odkrywanie roli bakterii w ogrodach chrząszczy może nam także pomóc zrozumieć rolę endofitów skojarzonych z naszymi uprawami” – zauważa Biedermann. „Wreszcie antybiotyki wytwarzane przez bakterie również wydają się odgrywać ważną rolę w gniazdach chrząszczy, istnieje zatem potencjalnie możliwość transferu wiedzy na potrzeby zastosowań medycznych, a nawet odkrycia nowych substancji antybiotycznych”.

Zastosowanie nowych technik

Po potwierdzeniu złożoności systemu chrząszcz-grzyb, dalsze prace nad projektem, którego zakończenie zaplanowano na luty 2017 r., skupią się na bardziej szczegółowym wyjaśnianiu tych interakcji. „Jakie na przykład substancje chemiczne są zaangażowane; które z nich są wytarzane przez bakterie, a które przez same grzyby?” – pyta Biedermann. „Które gatunki bakterii występują w gniazdach; czy to zawsze te same bakterie, czy też są zróżnicowane w zależności od zasięgu geograficznego rozwiertków większych?”

Biedermann chciałby także dogłębnie zbadać podobieństwa między uprawami chrząszczy a rolnictwem człowieka, aby przekonać się, czego te dwie – tradycyjnie odrębne – dziedziny badawcze mogą się od siebie nauczyć. „Chciałbym zebrać naukowców badających owady prowadzące uprawy i agronomów w celu wzajemnego stymulowania prac badawczych” – stwierdził. „Na przykład byłoby niezwykle interesujące, gdybyśmy mogli w naszych uprawach zastosować bakterie w celu wytwarzania antybiotyków przeciw szkodnikom. To właśnie wydają się wykorzystywać chrząszcze w swoich uprawach”.

Więcej informacji:
witryna koordynatora projektu FARMING IN BEETLES
strona projektu w serwisie CORDIS