Дождевые черви ответственны за возвращение углерода, заключенного в мертвом растительном материале, обратно в землю. Они перетаскивают опавшие листья и другой растительный материал с поверхности и поедают их, обогащая почву, и они делают это, несмотря на вырабатываемые растениями токсичные химические вещества для отпугивания травоядных.Ученые во главе с доктором Джейком Банди и доктором Мануэлем Либеке из Имперского колледжа Лондона определили молекулы в кишечнике дождевого червя, которые противодействуют естественной защите растений и способствуют пищеварению. Их работа опубликована в Nature Communications и включает поддержку Центра экологии и гидрологии, Оксфордского университета и Кардиффского университета.
Молекулы, которые были названы дрилодефенсинами, настолько многочисленны, что, по оценке доктора Либеке, на каждого человека на Земле приходится не менее 1 кг дрилодефенсинов, присутствующих в составе дождевых червей, населяющих почвы земного шара. Однако их изобилие не является чрезмерным — дрилодефенсины настолько ценны, что дождевые черви перерабатывают молекулы, чтобы снова использовать их эффекты.По мнению исследователей, мир без дрилодефензинов был бы совсем другим.
Д-р Банди из отделения хирургии и рака в Imperial сказал: «Без дрилодефензинов опавшие листья очень долго оставались бы на поверхности земли, образуя толстый слой. Наша сельская местность была бы неузнаваемой, а будет нарушена вся система круговорота углерода ".
Растения вырабатывают полифенолы, которые действуют как антиоксиданты и придают растениям цвет; они также подавляют пищеварение многих травоядных животных. Однако дождевые черви способны переваривать опавшие листья и другой растительный материал благодаря способности дрилодефензинов противодействовать полифенолам. Доктор Банди и его команда обнаружили, что чем больше полифенолов присутствует в рационе дождевых червей, тем больше дрилодефензинов они производят в кишечнике.
Обнаружение большого количества молекул в кишечнике дождевых червей стало возможным благодаря использованию современных методов визуализации, основанных на масс-спектрометрии (визуализация MALDI). Доктор Либеке, ранее работавший в отделении хирургии и рака в Imperial, а сейчас работающий в Институте морской микробиологии Макса Планка в Германии, сказал: «Использование этих молекулярных микроскопов меняет наше понимание сложной биохимии живых существ; теперь мы возможность найти каждую молекулу, например, у дождевого червя, в определенном месте. Знание местоположения молекулы может помочь нам выяснить, что она на самом деле делает ».
Первая запись о молекуле, которая теперь будет считаться дрилодефенсином, была сделана в 1988 году, когда был подан патент на молекулу, которая, как считалось, расширяла кровеносные сосуды. В традиционной китайской медицине эта молекула принималась внутрь в виде сушеных продуктов из дождевых червей.
Но доктор Банди предупредил, что процесс сушки почти наверняка сделает дрилодефензины неактивными.Д-р Дэйв Сперджен из Центра экологии и гидрологии является соавтором статьи. Он сказал: «Мы установили, что у дождевых червей, которых Чарльз Дарвин назвал« плугами природы », есть метаболический механизм преодоления, позволяющий справляться с целым рядом диет, связанных с опадом листьев.
В этой роли дрилодефенсин поддерживает роль дождевых червей как ключевую». инженеры экосистемы «в углеродном цикле».