Новое исследование показало, что восточный шершень — единственное известное насекомое, способное потреблять алкоголь хронически и в высоких концентрациях практически без каких-либо негативных последствий.
Исследование проводилось под руководством постдокторанта Софии Бушебти из лаборатории профессора Эрана Левина (Школа зоологии Тель-Авивского университета) и Музея естественной истории имени Штейнхардта.
Результаты исследования были опубликовано в журнале «Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки (PNAS)».
«Шершни естественным образом хранят дрожжи в своей пищеварительной системе, что обеспечивает им уникальную среду. И это позволяет дрожжам развиваться и размножаться, создавая новые штаммы, — пояснила Бушебти. - В нашем исследовании мы пометили алкоголь, потребляемый шершнями, тяжелым изотопом углерода. По мере метаболизма алкоголя он распадается на углекислый газ, который выдыхается. Измеряя количество выделяемого меченого углекислого газа, мы смогли оценить скорость, с которой расщеплялся алкоголь. Результаты оказались весьма неожиданными; мы были поражены, увидев, как быстро шершни перерабатывают алкоголь».
На следующем этапе исследователи попытались определить, впадает ли когда-либо восточный шершень в состояние опьянения. Здесь также результаты оказались неожиданными: даже при употреблении высоких концентраций алкоголя (80% спирта как единственного источника питания) не было заметного влияния на поведение шершней.
На заключительном этапе исследования исследователи проверили, оказывает ли алкоголь какое-либо влияние на продолжительность жизни и здоровье шершней. И снова были поражены, обнаружив, что не оказалось никаких различий между продолжительностью жизни шершней, которые употребляли только алкоголь в течение всей своей жизни (три месяца), и шершней, которые употребляли сахарную воду.
Алкоголь обычно вырабатывается в природе путем расщепления сахаров дрожжами и бактериями, в основном содержащимися в спелых фруктах и нектаре. Алкоголь токсичен для большинства животных (не говоря о людях), при эпизодическом употреблении, и особенно при хроническом употреблении.
Среди насекомых, которые, как известно, потребляют алкоголь, есть плодовые мушки, которые проявляют признаки алкогольного отравления даже при относительно низких концентрациях, а среди животных - древесные землеройки, млекопитающие, обитающие в Восточной Азии, которые питаются спелыми, богатыми алкоголем фруктами. У них проявляются такие симптомы, как жировая дистрофия печени и другие эффекты, указывающие на алкоголизм, даже после непрерывного потребления низких концентраций вещества в течение нескольких дней.
«Насколько нам известно, восточные шершни — единственное животное в природе, приспособленное к потреблению алкоголя в качестве метаболического топлива. Они не проявляют признаков интоксикации или болезни даже после хронического потребления огромных количеств алкоголя, и они очень быстро выводят его из своего организма», — сказал Левин.
В ходе биоинформатического анализа генома восточного шершня, проведенного профессором Дороти Хассон, было обнаружено, что шершень обладает несколькими копиями гена, ответственного за выработку фермента, расщепляющего алкоголь; эта генетическая адаптация может быть связана с их невероятной способностью справляться с алкоголем.
Ученые предположили, что древняя связь между шершнями и дрожжами привела к развитию этой адаптации. Они выразили надежду, что исследования восточных шершней потенциально могут быть использованы для разработки новых моделей изучения алкоголизма и метаболизма алкоголя.