Муравьиная кислота: собственный антибиотик из брюшной железы

КИСЛОТЫ В ПРИРОДЕ

Почти все органические кислоты относятся к карбоновым. В формуле карбоновых кислот присутствует фрагмент СООН. Это карбоксильная группа, состоящая из карбонильной (углерод (С) + кислород (О)) и гидроксильной (кислород (О) + водород (Н)) групп.

Муравьиная кислота (СН₂О₂) – это прозрачная, пахучая и едкая жидкость. Попадая на кожу, кислота может вызвать ожог. Для муравьев кислота – это средство общения, сигнал об опасности и средство защиты. СН₂О₂ содержится в соке крапивы, хвое и фруктах. Муравьиная кислота полезна для крупных млекопитающих. Медведи с ее помощью выводят паразитов. Животное ложится на муравейник, а муравьи кусают его, впрыскивая кислоту.

Уксусная кислота (СН₃СООН) образуется в результате брожения в присутствии кислорода. В чистом виде она замерзает при +16⁰С, за что ее называют ледяной.

Щавелевая (С₂Н₂О₄), малоновая (С₃Н₄О₄) и лимонная (С₆Н₈О₇) кислоты – белые кислые кристаллики. Щавелевая и малоновая кислоты есть в плодах и листьях щавеля, спаржи, крапивы, рябины, черники. Много лимонной кислоты содержится в ягодах барбариса, земляники, малины, в овощах и фруктах, особенно в цитрусовых.

Молочная кислота (С₃Н₆О₃) – промежуточный продукт обмена веществ у теплокровных существ. Кровососущие насекомые улавливают ее запах, что позволяет им находить жертву. Молочная кислота содержится в соленых огурцах, квашеной капусте, а также образуется при созревании сыра.

За счет кислот растения способны конкурировать друг с другом. Дикорастущие растения выделяют уксусную и масляную кислоту (С₄Н₈О₂), тем самым подавляя рост или убивая другие растения.

Муравьиная кислота: собственный антибиотик из брюшной железы

Долгое время считалось, что муравьиная кислота нужна этим насекомым только для защиты от хищников, например, от других насекомых и птиц. Но оказалось, что ее функции много шире: она служит не только дезинфектантом для антигрибковой обработки гнезда и потомства, но и эффективным антибиотиком

Муравьиная кислота – одна из самых простых органических кислот, несмотря на свое название, встречается не только у муравьев, но и в выделениях пчел и медуз, а также у представителей растительного царства: в крапиве, хвойных, а также в некоторых фруктах. Но впервые она была найдена действительно у лесных рыжих муравьев еще в 1670 г.; позднее выяснилось, что это соединение вырабатывается брюшной железой всех представителей наиболее «продвинутого» муравьиного семейства Formicidae.

Одно время считалось, что муравьи используют это вещество для отпугивания врагов, но недавно было обнаружено, что они обрабатывают кислотой свои гнезда и потомство для предотвращения распространения патогенных микроскопических грибков. Кстати сказать, муравьиная кислота представляет опасность и для человека: концентрированная, она может вызывать сильные химические ожоги, а в концентрации свыше 10% – разъедать кожу.

Немецкие ученые из Галле-Виттенбергского университета им. Мартина Лютера и Байройтского университета (Германия) при наблюдении за поведением древесных муравьев Camponotus floridanus обнаружили, что всякий раз после еды или питья воды они начинают чистить брюшко. Исследователи заметили, что при этом муравьи глотают секрет брюшных желез, вследствие чего в желудке возникает кислая среда. В эксперименте по кормлению муравьев пищей, зараженной патогенными и условно-патогенными бактериями, выяснилось, что возможность проглотить муравьиную кислоту улучшает выживаемость особей.

Такая кислотная «БАД» особенно актуальна для этих насекомых, так как муравьи практикуют кормление друг друга и личинок «изо рта в рот». И высокая кислотность желудка, по-видимому, не дает возможной инфекции распространиться на всю колонию. Правда, пока неясно, убивает ли муравьиная кислота патогены напрямую, либо она действует совместно с другими факторами, например, иммунными. Так или иначе, потребление кислоты способствует формированию определенного состава микробиома пищеварительного тракта муравьев, в котором преобладают кислотостойкие бактерии семейства Acetobacteraceae.

Высокая кислотность пищеварительной среды характерна не только для муравьев: кислота в больших количествах вырабатывается в желудках высших позвоночных, включая земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих. Но среди насекомых муравьи – одни из очень немногих, кто имеет такую особенность. И эффекты она везде оказывает одинаковые: защищает от патогенов и структурирует микрофлору.

Кстати сказать, сегодня муравьиная кислота, получаемая искусственным путем, активно используется в качестве консервирующего и антибактериального агента при заготовке кормов, в пчеловодстве, а также для дезинфекции оборудования и как антисептическое средство в медицине. В ряде случаев именно она оказывается предпочтительнее, так как обладает наиболее выраженным действием в отношении ряда бактерий и плесеней. Не обошла муравьиная кислота и индустрию красоты: это вещество применяется при производстве препаратов для борьбы с угревой сыпью, удаления лишней растительности и даже для использования в соляриях.