Screenshot YouTube
Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv ontdekten dat het microbioom van een solitaire sprinkhaan een ingrijpende verandering ondergaat wanneer de gastheer zich bij een groep voegt: bacteriën genaamd Weissella, die bijna volledig afwezig zijn in het microbioom van solitaire sprinkhanen, worden dominant in de kudde-fase.
Bovendien geeft een speciaal ontwikkeld wiskundig model aan dat zwermen deze bacteriën potentiële evolutionaire voordelen biedt, waardoor ze zich kunnen verspreiden en grote aantallen sprinkhanen kunnen infecteren. De onderzoekers: "Onze bevindingen bewijzen niet ondubbelzinnig dat deze bacteriën ervoor zorgen dat sprinkhanen zwermen en migreren.
Ze brengen ons echter wel tot een nieuwe hypothese: dat het microbioom, en met name de Weissella bacterie, een belangrijke rol speelt bij het induceren van de sprinkhanen". aggregatiegedrag. We hopen dat dit nieuwe begrip de ontwikkeling zal stimuleren van nieuwe middelen voor het bestrijden van sprinkhanenuitbraken - nog steeds een grote bedreiging voor talloze mensen, dieren en planten over de hele wereld."
De nieuwe studie was gebaseerd op een multidisciplinaire samenwerking van experts op uiteenlopende gebieden als insectengedrag en fysiologie, microbiologie en computationele evolutiemodellen. Het project werd geleid door prof. Amir Ayali en promovendus Omer Lavy van de School of Zoology van de George S. Wise Faculty of Life Sciences van de TAU. Deelnemers waren onder meer Prof. Lilach Hadany, Ohad-Lewin-Epstein en Yonatan Bendett van de School of Plant Sciences and Food Security en Prof. Uri Gophna van de Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research, allemaal van de Wise Faculty. Ze werden vergezeld door Dr. Eran Gefen van de Universiteit van Haifa-Oranim. Het artikel is gepubliceerd in Environmental Microbiology.
Prof. Ayali legt uit: "Sprinkhanenzwermen die alle gewassen op hun pad vernietigen, zijn een belangrijke oorzaak van hongersnood geweest van Bijbelse tijden tot heden. De afgelopen drie jaar zijn grote delen van Afrika, India en Pakistan zwaar getroffen door sprinkhanen uitbraken , en de klimaatverandering zal het probleem naar verwachting nog verder verergeren. Sprinkhanenzwermen vormen zich wanneer individuele sprinkhanen, meestal solitair en onschadelijk, verzamelen en beginnen te migreren. De oorzaken van dit gedrag blijven echter grotendeels onbekend en een effectieve oplossing moet nog worden gevonden Na recente studies, die aangeven dat microbiomen het sociale gedrag van hun gastheren kunnen beïnvloeden, veronderstelden we dat de microbiomen van sprinkhanen een rol kunnen spelen in hun aggregatiegedrag."
Om hun hypothese te testen, onderzochten de onderzoekers de darm microbiomen van sprinkhanen die in het laboratorium waren grootgebracht, en vonden een ingrijpende verandering toen individuen die in eenzame omstandigheden waren grootgebracht zich bij een grote groep van ongeveer 200 sprinkhanen voegden.
Omer Lavy: "De meest significante verandering werd waargenomen in bacteriën genaamd Weissella, die bijna volledig afwezig waren in het microbioom van solitaire sprinkhanen, die snel dominant werden nadat hun gastheren zich bij de groep voegden."
De onderzoekers ontwikkelden vervolgens een wiskundig model dat werd gebruikt voor het analyseren van de omstandigheden waaronder inductie van sprinkhanenaggregatie significante evolutionaire voordelen voor Weissella oplevert, waardoor deze bacteriën zich naar tal van andere gastheren kunnen verspreiden.
Op basis van deze resultaten veronderstellen de onderzoekers dat Weissella bacteriën een belangrijke rol kunnen spelen bij het sprinkhanenaggregatiegedrag. Met andere woorden, de bacteriën kunnen op de een of andere manier hun gastheren aanmoedigen om hun gedrag te veranderen en 'socialer' te worden.
Prof. Ayali concludeert: "Onze studie draagt bij aan het begrip van sprinkhanenzwermen - een belangrijke oorzaak van hongersnood van de oudheid tot heden. Onze bevindingen bewijzen niet ondubbelzinnig dat de Weissella bacteriën verantwoordelijk zijn voor het zwermen en migreren van sprinkhanen. De resultaten doen dat wel en suggereren echter een grote kans dat de bacteriën een belangrijke rol spelen bij het induceren van dit gedrag - een nieuwe hypothese die nooit eerder is voorgesteld.
We hopen dat dit nieuwe begrip de ontwikkeling zal stimuleren van nieuwe middelen voor het bestrijden van sprinkhanenuitbraken - nog steeds een grote bedreiging voor talloze mensen, dieren en planten over de hele wereld."
