Что общего между личинкой мучного червя, люцерной, фасолью и горохом?

Они все способны накапливать атмосферный азот с помощью симбиотических бактерий. Но как это происходит?

Мучной червь или Мучный хрущак (лат. Tenebrio molitor) – вид насекомых все активно используемый в сельском хозяйстве. Их личинок добавляют в корма для животных и рыб, а в некоторых странах даже используют в качестве альтернативного белка в пищевых продуктах.

Содержание белка в хрущаке такое же, как в привычном мясе, но выращивание насекомых дешевле и эффективнее, а главное наносит гораздо меньший ущерб окружающей среде. Хрущаки очень неприхотливы и могут обходиться даже самой трудноперевариваемой и малопитательной едой.

Так недавно у них была обнаружена способность переваривать различные виды пластика. Хрущаки протяжении всей личиночной стадии могли питаться пластиком, при этом нормально развиваться и расти. Это очень необычно, хотя бы потому, что в пластике нет питательных веществ, а главное не содержится азот – важнейший биогенный элемент.

В природе довольно много свободного азота, так атмосфера Земли на 78% состоит из этого газа, но для большинства живых организмов газообразный азот не доступен. Фиксировать его могут только некоторые виды бактерий. Растения получают его из почвы в форме нитратов и аммония, а животные – вместе с едой в составе органических соединений.

Недостаток азота – один из основных факторов, ограничивающих размножение и распространение живых существ. Некоторые живые организмы научились обходить проблему недостатка азота, вступая во взаимовыгодные отношения с азотфиксирующими бактериями.

Например, в симбиоз с азотфиксаторами вступают растения из семейства бобовых, такие как фасоль, горох и люцерна. Они образуют на корнях специальные клубеньки, где живут бактерии. Растение получает неограниченный доступ к азоту, а взамен предоставляет бактериям идеальные условия для проживания и обеспечивает их питательными веществами. Такие растения не зависят от количества азота в почве, а после смерти обогащают ее этим элементом.

Как выяснилось, личинки мучного червя также заключили «союз» с азотфиксирующими бактериями.

Группа ученых из Пекинского Университета Технологий провела исследование, в ходе которого было подсчитано, что мучные хрущаки синтезируют из атмосферного азота 8,6 – 23,0 мкг белка в день. По этим свойствам мучной хрущак близок к азотфиксирующим растениям-сидератам.

Итак, ученые установили, что мучных хрущаков не только можно выращивать на малопитательных средах, но и обогащать их азотом, превращая в ценный белок.

Источник:Yu Yang, Lin Hu, Xiaoxi Li, Jialei Wang, Guishan Jin. Nitrogen Fixation and Diazotrophic Community in Plastic-Eating Mealworms Tenebrio Molitor L. 2021.

#биотехнологии #биотех #насекомые #пластик #азот #экология #экологичность #отходы