Дождевые черви могут снизить распространение устойчивости к антибиотикам — прямо на фермах, где начинается эта проблема. При переработке навоза они помогают разрушать гены, которые позволяют бактериям выживать после лечения антибиотиками, и превращают отходы животноводства в более безопасное органическое удобрение. Такой процесс называется вермикомпостированием и основан на естественной работе червей и почвенных микроорганизмов.
Когда антибиотики используют в животноводстве, часть устойчивых бактерий и их гены неизбежно попадают в навоз. Если такой навоз вносят на поля без глубокой переработки, гены устойчивости переходят в почву, воду, растения и далее по пищевой цепочке. Обычное компостирование снижает риски не всегда стабильно, потому что в некоторых случаях опасные гены сохраняются или возвращаются.
В условиях умеренной температуры и влажности дождевые черви перерабатывают навоз в рыхлый вермикомпост и одновременно сокращают количество генов устойчивости. Согласно обзору, опубликованному в научном журнале специалистами Института защиты агроэкологических условий Министерства сельского хозяйства и сельских дел Китая, общее число таких генов уменьшается на 70−95%, а мобильных элементов, переносящих их между бактериями, — до 68%. Эти показатели часто выше, чем при традиционном компостировании.
Механизмов здесь несколько. Проделывая ходы, черви насыщают массу кислородом, что подавляет бактерии, предпочитающие бескислородную среду, и ускоряет распад остатков антибиотиков. В кишечнике червя бактерии дополнительно разрушаются под действием ферментов и собственной микрофлоры. Одновременно меняется состав микробного сообщества, когда вместо условно опасных форм преобладают более стабильные бактерии, участвующие в разложении органики и почвенных процессах. Это снижает вероятность передачи генов устойчивости между микроорганизмами.
Важную роль играет и слизь дождевых червей, а также жидкость, заполняющая их тело. В этих веществах содержатся антимикробные соединения и ферменты, способные повреждать бактериальные клетки и разрушать ДНК. В лабораторных опытах они за несколько часов резко сокращали число устойчивых штаммов кишечной палочки и удаляли более 90% свободных генов устойчивости.
Эффект усиливается, если в компост добавляют биоуголь или минеральные материалы. Они связывают антибиотики и тяжелые металлы, уменьшая нагрузку на микроорганизмы и самих червей. В результате ускоряется переработка навоза и повышается стабильность снижения опасных генов. Получаемый вермикомпост улучшает структуру почвы, удерживает влагу и повышает доступность питательных веществ для растений.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как черви нарушили закон эволюции при выходе на сушу.
