Beewolves已成功使用相同的抗生素6800万年

大约90年前青霉素的发现以及抗生素在抗击传染病方面的广泛应用已经彻底改变了人类医学。然而，近几十年来，多药耐药病原体的增加使现代医学面临着巨大的问题。昆虫有自己的抗生素，可以提供对细菌的天然保护。来自美因茨的约翰内斯古腾堡大学和耶拿的马克斯普朗克化学生态研究所的一组科学家现已发现，与人类不同，蜂狼不会面临抗生素抗性病原体的问题。这些昆虫与共生细菌合作，在单一物种中产生多达45种不同物质的抗生素混合物，以保护其后代免受霉菌侵害。

蜜蜂是孤独的挖掘者黄蜂，将瘫痪的蜜蜂带入地下育雏细胞;这些作为后代的食物供应。幼虫从卵孵化后，它们以蜜蜂为食，然后在地上的茧中冬眠。在冬眠期间，它们经常受到快速生长的霉菌的威胁，这些霉菌的孢子在土壤中无处不在。为了保护他们的幼崽，蜜蜂不仅发展了自己的防御机制，他们还依靠微生物的化学武器库。成年雌性在其触角中繁殖链霉菌属的细菌，并将这些细菌沉积在其幼虫发育的育雏细胞的壁上。当一只幼虫旋转它的茧时，它将链霉菌编织成茧丝。因为细菌会产生不同的鸡尾酒抗生素物质形成保护层，防止霉菌进入茧并感染幼虫。

美国国家科学院院刊发表的这项研究显示，美因茨和耶拿的科学家们表明，自白垩纪以来，狼人与其细菌伴侣之间的保护性共生关系不仅存在(参见phys.org/news/2014) -04-symbiosi ... -millions-years.html);此外，细菌对病原体提供的抗生素保护自大约6800万年前发展以来变化很小。所有研究过的蜜蜂物种都使用非常相似的抗生素混合物 - 基本上只有两种结构的修饰：链霉素和杀螟素。“为了帮助他们的宿主对抗新的或抗性霉菌，我们原本预计一些蜂狼共生体会进化出新的抗生素来补充它们的武器库，”该研究的第一作者，美因茨大学的Tobias Engl说。然而，最初的抗生素鸡尾酒必须非常有效，不需要改变。从一开始就特别重要的特性可能是混合物对各种各样的真菌有效，

抗生素混合物对各种霉菌提供的广泛保护可能与细菌共生体产生的大量物质有关。因为大多数这些物质可以追溯到单个基因簇，科学家们还研究了产物多样性的分子原因。他们确定了几个关键的生物合成步骤，并发现共生链霉菌的酶的选择性低于自由生活细菌的酶。这种缺乏特异性使酶与不同的化学前体结合，这是产品数量较多的原因。此外，杀螟素生物合成的直接终产物以多种方式被修饰。结果是在不同的蜜蜂物种中发现了大量不同量的抗生素物质。单一物质相对含量的地理格局表明，抗生素使得狼群能够在一定程度上适应当地的霉菌群落。

Beewolves及其共生体产生的抗生素可能暴露于与人类不同的选择压力。人类病原体通过对常见抗生素产生抗药性而获得巨大优势。他们可以有效地利用这一优势，因为它们在人与人之间传播，在我们的全球化世界中，甚至从一个国家传播到另一个国家。它们很容易在医院中传播，许多人通常在免疫系统受损的情况下生活在一起。“相比之下，蜜蜂通常在小群体中发现并且经常搬迁，因为它们依靠开阔的沙地来建造洞穴，”Martin Kaltenpoth，他是耶拿马克斯普朗克研究小组的负责人，直到他成为美因茨的进化生态学教授。在2015年，解释说。“因此，抗性病原体几乎没有机会在种群内或群体之间传播。”也许这就是为什么没有抗性微生物专门研究蜂狼的原因。霉菌。有利于广谱活性而非适应特定病原体的选择性过程可能影响抗生素混合物的发展，并导致其数百万年保持不变。

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