Szerszenie piją alkohol na potęgę. I nic im się nie dzieje

Zwierzęta znają alkohol. Może on powstawać w warunkach naturalnych na różne sposoby. To produkt uboczny fermentacji cukru i można go znaleźć w różnych owocach i nektarze. Znają i lubią. Wiele gatunków spożywa go w niskich stężeniach jako część swojej naturalnej diety, nawet pomimo jego toksyczności. Fermentowana żywność jest źródłem składników odżywczych i energii dla wielu zwierząt ze względu na wysoką zawartość kalorii. Chociażby takie kolibry, jak wykazali naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w badaniach sprzed roku, mogą spożywać go w znacznych ilościach

Ale nawet gatunki dobrze przystosowane do spożycia alkoholu odczuwają jego szkodliwe skutki, gdy są narażone na stężenia powyżej 4 proc., jak trudności z poruszaniem się czy lataniem. Jest jednak stworzenie, które może spożywać duże ilości alkoholu o wysokich stężeniach, nie doświadczając przy tym zmian zachowania ani żadnych szkodliwych skutków dla długości życia. To szerszeń wschodni (Vespa orientalis). Jego niezwykła tolerancja na etanol wynika z wysokiego tempa metabolizowania alkoholu, ustalili naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie w badaniach, które ukazały się na łamach pisma "Proceedings of the National Academy of Sciences" (DOI: 10.1073/pnas.2410874121).

Szerszeń wschodni to gatunek owada zamieszkujący obszary południowo-wschodniej Europy, Bliski Wschód oraz północno-wschodnie części Afryki i Azji. Poluje na pszczoły miodne, ale jego dieta składa się głównie z nektaru i dojrzałych owoców, w tym winogron, które zawierają sporo cukru, a ten, po naturalnej fermentacji z czasem zamienia się w etanol. Chociaż etanol może być odżywczy, bo ma wysoką zawartość kalorii, jest również silnie odurzający. Nawet zwierzęta, które regularnie spożywają fermentujące owoce, jak chociażby muszki owocówki czy ryjówki, mają trudności z jego trawieniem, gdy są narażone na stężenia powyżej 4 proc.

Sofia Bouchebti z Uniwersytetu Ben-Guriona w Negewie w Izraelu wraz ze swoim zespołem zauważyła, że szerszenie wschodnie wydają się nie być specjalnie dotknięte swoją dietą bogatą w sfermentowane owoce. Aby dowiedzieć się więcej na temat tolerancji szerszeni wschodnich na alkohol, grupa zebrała owady w laboratorium w celu przeprowadzenia badań.

Uczeni karmili szerszenie roztworami sacharozy z dodatkiem etanolu przez tydzień. Poza roztworami szerszenie nie dostawały nic innego do jedzenia. Badacze zaczęli od podawania im dawek o niskim stężeniu alkoholu. Zauważyli, że 20-procentowy alkohol nie powodował u owadów żadnych negatywnych skutków. Dopiero 80-procentowy alkohol zrobił na szerszeniach wrażenie. Owady wyglądały na lekko podchmielone przez kilka chwil, ale po chwili wytrzeźwiały i powróciły do swojego normalnego zachowania. Jak przyznali badacze, każde inne stworzenie zostałoby zabite przez tak duże ilości tak mocnego alkoholu.

Naukowcy zastanawiali się, skąd u szerszeni wschodnich tak niezwykła tolerancja na alkohol? Wskazówki pojawiły się po analizie genomu owadów. Badacze doszli do wniosku, że wysoką tolerancję na alkohol zapewniają szerszeniom liczne kopie genu dehydrogenazy alkoholowej, która bierze udział w rozkładaniu alkoholu. To może wyjaśniać wysoką tolerancję szerszeni wschodnich na alkohol. Badacze przyznają, że inne gatunki szerszeni również mogą mieć wiele kopii tego genu.

"Wykazaliśmy, że przewlekłe spożycie etanolu, nawet w stężeniach tak wysokich jak 80 proc., nie miało wpływu na śmiertelność szerszeni i ich zachowania. Szerszenie skutecznie metabolizowały spożyty etanol i to w szybkim tempie. Obecność wielu kopii genu dehydrogenazy alkoholowej sugeruje potencjalny mechanizm tolerancji na etanol" – napisali autorzy badań w publikacji.

Naukowcy sugerują, że dodatkowe kopie genu prawdopodobnie wyewoluowały ze względu na mutualistyczną relację szerszeni z organizmami produkującymi etanol w postaci fermentujących owoców i nektaru. To może być przyczyną tej niezwykłej zdolności do metabolizowania etanolu.

"Te odkrycia przypominają nam, że nie jesteśmy osamotnieni w naszym zamiłowaniu do alkoholu – powiedział James Fry z University of Rochester w Nowym Jorku.

Szerszenie wschodnie mogą dostarczyć cennych spostrzeżeń na temat fizjologicznych i behawioralnych aspektów tolerancji na alkohol. Mogą też pomóc w zrozumieniu mechanizmów leżących u podstaw zaburzeń związanych z nadużywaniem alkoholu i potencjalnych metod ich leczenia.

Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences, New Scientist, Science X Network, fot. Wikimedia Commons/ KPFC/ CC BY-SA 3.0