Nesteet sisältävät erilaisia kemiallisia yhdisteitä, jotka ovat tehokkaita torjumaan lintujen saalistusta. Puolustusnesteissä elää myös monia mikrobilajeja, joista osa tuottaa muun muassa metoksipyratsiiniyhdisteitä.

Murphy tutki bakteerien roolia puolustuseritteiden tehokkuudessa lintupetoja vastaan ja niiden merkitystä puolustusnesteiden pyratsiiniyhdisteiden muodostumisessa. Tutkimuksessaan hän tarkasteli eritteissä esiintyvien bakteerien alueellista ja ajallista vaihtelua. Lisäksi hän manipuloi mikrobiomia antibiooteilla ja testasi puolustusnesteiden tehokkuutta lintuja vastaan.

Antibioottikäsittely vaikutti lintujen hyökkäysintoon

Antibioottikäsittely vähensi merkitsevästi puolustusnesteiden bakteerien määrää ja diversiteettiä, mutta se ei vaikuttanut puolustusnesteiden metoksipyratsiinien määrään. Kemialliset analyysit eivät osoittaneet muutoksia eritteiden metoksipyratsiinipitoisuuksissa. Linnut kuitenkin epäröivät pidempään hyökätessään kontrollisaaliiseen, joita oli käsitelty puolustuseritteillä mutta ei antibiootilla.

Antibioottikäsitellyillä perhosilla niiden immuniteettia säätelevät geenit olivat alentuneita. Antibioottikäsitellyt naaraat kasvoivat nopeammin, mutta olivat kooltaan pienempiä kuin kontrollinaaraat. Puolustusnesteissä olevat bakteeriyhteisöt ovat hyvin samanlaisia maantieteellisesti laajalla alueella eivätkä korreloi isäntäperhosen populaatioiden geneettisen rakenteen kanssa. Sen sijaan puolustusnesteiden mikrobiomin koostumuksessa tapahtui merkittäviä muutoksia ajan myötä.

Murphyn tutkimus osoittaa, että bakteerit vaikuttavat puolustusnesteiden hajuvihjeisiin, mutta eivät tee sitä metoksipyratsiinien kautta. Tämä tarkoittaa, että puolustuseritteissä on todennäköisesti muita petopuolustuksen kannalta tärkeitä yhdisteitä, joita ei ole vielä tunnistettu. Nämä löyhät mikrobiassosiaatiot perhosen ja mikrobien välillä muodostavat eräänlaisen ”toiminnallisen ytimen”, jossa useat mikrobitaksonit voivat edistää puolustusnesteiden tehokkuutta. Bakteerien kontrollointi immuunijärjestelmän kautta on kuitenkin kallista isännälle.

Väitöskirja on julkaistu Jyväskylän yliopiston väitöstutkimusten JYU Dissertations-sarjassa, numero 517, Jyväskylä 2022. ISBN 978-951-39-9141-8 (PDF), URN:ISBN:978-951-39-9141-8, ISSN 2489-9003. Linkki verkkojulkaisuun: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-9141-8

M.Sc. Liam Murphyn väitöskirjan ”Defensive symbiosis of the wood tiger moth (Arctia plantaginis)” tarkastustilaisuus 13.5.2022 kello 15. Vastaväittäjänä professori Keith Clay (Tulane University, USA) ja kustoksena dosentti Juan Galarza (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.