昆蟲是生態系統功能的關鍵貢獻者，就像大多數生物一樣，昆蟲與微生物的共同進化對於支持這些功能至關重要。儘管許多昆蟲無處不在，但都給它們造成破壞，但成千上萬的物種卻悄悄地開展業務，利用其微生物群落的創新生物化學為健康生態系統提供重要的重要服務。
能源部勞倫斯·伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）的最新研究表明，美國東部常見的一種有益昆蟲長角Passalid甲蟲（Odontotaenius disjunctus）具有強壯的消化道和微生物，感謝其將其轉向木本飲食可轉化為能量，幼小的食物線上麻將賺錢和森林的養分新天下娛樂城 增長。這些關於甲蟲及其獨特的微生物組如何共同進化的見解為生產負擔得起的，自然來源的燃料和生物產品提供了路線圖。
該論文今天發表在《自然微生物學》雜誌上，標題為“腸道解剖特性和微生物病”娛樂城註冊送現金功能組裝促進木質纖維素甲蟲的解構和集落生存。”
“我們發現甲蟲的腸道結構獨特，可以使獨特的微生物群落共存，從而使每個甲蟲都能執行有效地從木材中提取能量所需的獨特的特定代謝過程，”伯克利實驗室研究科學家，《自然》雜誌的主要作者哈維爾·塞賈·納瓦羅（Javier Ceja-Navarro）說。紙。 “從木材中提取的能量使甲蟲能夠以一種非常差的飲食來維持自身及其後代的生存。”
食木甲蟲為森林提供無價服務
在世界各地的森林中，粗糙的木屑構成了大量的生物量 娛樂城推薦氮含量低，因此堅韌，不易分解且營養破產。對於白蟻和passalid甲蟲這樣的昆蟲來說，腐爛的木材是它們主要的飲食主食，它們從中獲取能量和營養以製造其細胞和組織。成年的Passalid通過真菌預處理過的腐爛的木材挖洞其一英寸的屍體，通過其覓食活動加快了木材的分解速度，並使生態系統中的其他生物可以利用木材和碳。
Passalid殖民地可能有多達七個成年人，每天消耗的木材重量是其重量的四倍。這種木材穿過甲蟲的複雜消化道，最後作為其廢物被排泄出去，禮貌地稱為“苦菜”。
Ceja-Navarro說：“我們注意到的第一件事是，苦菜中所含的氮量是甲蟲消耗的木材的三倍，這意味著甲蟲或實際上是其微生物在補充氮。” “我們還注意到木質素和纖維素等強韌的植物聚合物正在消失，而乙酸鹽等高能產品的形成，以及氫，乙醇和甲烷等生物燃料的形成。這種甲蟲及其微生物已經解決了全世界科學家急於優化的問題–如何有效地將木本植物生物質轉化為生物燃料和生物產品。”
就像腸子裡的小工廠
但是如何？ “我們召集了一個專家團隊，使用了先進的分子生物學工具，以及光譜分析儀和微型傳感器，發現甲蟲的腸道由專門的隔室組成，每個隔室都有一個獨特的微生物組，它們幾乎像工廠生產線一樣協同工作，伯克利實驗室氣候與生態系統科學部資深作者兼副主任伊恩·布羅迪（Eoin Brodie）說。
Brodie說：“大自然在這裡提供的關鍵創新是一種結合了原本不相容的生化過程的方法。”分解木質素的某些過程需要氧氣，而提供甲蟲能量來源的發酵等其他過程則需要無氧環境。那麼，甲蟲如何解決呢？
“事實證明，甲蟲的腸道結構，例如其腸壁的長度和厚度金好贏娛樂城ls已經發展到適合其微生物組的水平，因此在不同的腸道區域都有利於特定的代謝過程。” Ceja-Navarro說。
這允許需要氧的反應發生在腸道區域，該腸道區域與微生物進行會被氧氣抑制的反應的區域分開。研究小組還證明，甲蟲腸道結構可以防止諸如氫氣之類的某些產物逸出，從而有利於乙酸鹽的產生，乙酸鹽不僅是甲偏財運占卜蟲本身的重要能源，也是其後代的重要能源。
Passalid甲蟲被認為是物種中最高級的社會之一，這意味著它們在家庭單位中共同努力捍衛自己的小木屋，並照顧成年後的年輕人-這對大多數父母來說可能聽起來很熟悉。由於甲蟲會排出其後代賴以生存的能量和營養豐富的苦菜，所以現在看來，這對年輕人也要感謝父母的微生物。這些昆蟲產生的營養豐富的產品最終回到森林土壤中，從而支撐了生態系統的生產力-這項研究強調了甲蟲微生物組在該過程中的重要作用。
下一個是什麼？儘管自然界處於領先地位，但是我們可以從甲蟲中學習電競運彩抽獎如何沿生產線劃分生物化學，並通過模仿像甲蟲腸道及其微生物組這樣的系統的特性和功能來設計人工系統來生產生物產品，根據Ceja-Navarro的說法。
本文已從Berkeley Lab提供的材料中重新發布。注意：材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息，請聯繫引用的來源。
參考
腸的解剖學特性和微生物功能組裝促進木質纖維素的破壞和以木材為食的甲蟲的菌落生存。哈維爾·塞哈·納瓦羅，烏拉斯·卡拉茲，馬庫斯·比爾，趙浩，理查德·懷特三世，阿貝拉多·阿雷利亞諾，萊拉·拉曼庫洛娃，蒂莫西·R·菲利，蒂莫西·D·貝里，馬克·E·康拉德，梅雷迪思·布萊克威爾，凱莉·D·尼古拉，金永Mo，帕特里克·N·雷登，瑪麗·利普頓，約書亞萬來博娛樂城 N. Adkins，Jennifer Pett-Ridge和Eoin L. Brodie。自然微生物學（2019），https：//doi.org/10.1038/s41564-019-0384-y。
