Biller er verdensmestre i at overleve i ekstremt tørre miljøer. En egenskab der blandt andet skyldes deres evne til at suge vand ud af luften med deres bagdel. Et nyt studie fra Københavns Universitet forklarer, hvordan det kan lade sig gøre. Viden som fremadrettet kan bruges til mere målrettet og skånsom bekæmpelse af globale skadedyr såsom kornsnudebillen og den røde melbille.
Skadedyr æder sig hvert år igennem tusindvis af tons fødevarer verden over. Særligt i verdens udviklingslande bliver fødevaresikkerheden påvirket af et dyr som kornsnudebillen eller den røde melbille, der gennem tusinder af år har specialiseret sig i at overleve i ekstremt tørre miljøer som eksempelvis kornlagre.
Derfor har forskere fra Biologisk Institut på Københavns Universitet i et nyt studie undersøgt de dybere fysiologiske processer i biller, der gør dem i stand til at overleve fuldstændig uden at drikke vand i flydende form. En af hemmelighederne bag denne egenskab skal findes i billens bagparti.
For biller er nemlig i stand til at åbne deres rektum og den vej igennem absorbere fugtholdig luft og omsætte det til væske, som de kan optage i deres krop. En anderledes måde at indtage vand på, som i grove træk har været kendt i godt 100 år i forskningsmiljøer verden over, men som ikke har været belyst til fulde før nu.
”Vi har kastet nyt lys over de molekylære mekanismer i billen, der gør den i stand til at absorbere vand rektalt. Insekter er særligt følsomme over for ændringer i deres vandbalance, og derfor kan denne viden bruges til at udvikle mere målrettede metoder til at bekæmpe biller, der ødelægger vores fødevareproduktion uden at dræbe andre dyr eller ødelægge naturen,” siger lektor Kenneth Veland Halberg fra Biologisk Institut, som har stået i spidsen for forskningen.
Knastør afføring vidner om effektivt væskeudtræk
Forskerne har undersøgt den røde melbilles indre organer for at blive klogere på dens evne til at absorbere vand gennem bagenden. Den røde melbille bruges som en såkaldt modelorganisme, hvilket betyder, at de egenskaber, man finder i den også findes i andre typer af biller.
Her identificerede forskerne et gen, som var 60 gange højere udtrykt i billens bagdel i forhold til resten af dyret, hvilket er højere end noget andet gen, de fandt. Det ledte dem videre til en særlig gruppe af celler kaldet leptophragmata celler, som de ved nærmere eftersyn kunne se, spiller en helt afgørende rolle, når billen optager vand med bagenden.
”Leptophragmata cellerne er bittesmå celler, der sidder som vinduer mellem billens nyrer og billens blodkredsløb. Idet billens nyrer omkranser dens bagtarm fungere leptophragmata cellerne ved at pumpe salte ind i nyrerne så de ved hjælp af osmose er i stand til at høste vand ud af luften fra billens bagerste tarm og videre ud i blodet, og det er ny viden for os,” forklarer Kenneth Veland Halberg.
25 procent af verdens fødevareproduktion går tabt
Biller har med stor succes spredt sig over hele Jorden de sidste 500 millioner år, så hver femte dyreart i dag er en bille. Desværre er billerne også blandt de skadedyr som påvirker fødevaresikkerheden. Den røde melbille, kornsnudebillen, rismelbiller, kartoffelbillen og andre typer af biller -og insekter gør således hvert år indhug i op mod 25 procent af den globale fødevareforsyning.
Måden vi holder insekterne væk fra vores mad er ved at bruge pesticider, som årligt indkøbes for 100 milliarder dollars verden over. Men traditionelle pesticider skader de øvrige levende organismer i deres omgivelser og ødelægger miljøet.
Derfor er det ifølge Kenneth Veland Halberg vigtigt at udvikle nye og smartere metoder at komme skadedyrene til livs og her kan den nye forståelse af billernes anatomi og fysiologi blive central.
”Nu forstår vi nøjagtigt, hvilke gener, celler og molekyler, der er på spil i billen, når den optager vand i sin bagtarm. Det betyder, at vi pludselig har et greb til at forstyrre de her meget effektive processer ved for eksempel at udvikle insekticider, som er målrettet den funktion og derved slår billen ihjel,” siger Kenneth Veland Halberg og tilføjer:
”Insekters biomasse her på jorden fylder tyve gange mere end menneskers. De har en kæmpe betydning for vores økosystemer og vores sundhed. Derfor er vi nødt til at forstå dem,” slutter forskeren.
Fakta:
- Cirka hver femte art beskrevet på vores jord er en bille. Der er ca. 400.000 beskrevne arter, men man mener, at der er langt over en million i alt.
- Forskerne har brugt den røde melbille, som forsøgsdyr i studiet, fordi den har et velsekventeret genom samt tillader brugen af et bredt spektrum af genetiske og molekylærbiologiske værktøjer.
- Kornsnudebillen, rismelbiller, kartoffelbillen og andre typer af biller og insekter gør hvert år indhug i op mod 25 procent af den globale fødevareforsyning.
- Særligt i udviklingslandene er insekterne et stort problem fordi de ikke har adgang til effektiv skadedyrsbekæmpelse.
- Projektet er udført i samarbejde med forskere fra Glasgow Universitet og Edinburgh Universitet i Skotland.
- Studiet er netop udgivet i det videnskabelige tidsskrift PNAS