Чтобы личинки наездника не съели тлю изнутри, она превращает свое тело в дом для бактерий-симбионтов. Но, как выясняется, не они дают тле защиту. Настоящий герой еще меньше: вирус, паразитирующий на бактериях, снабжает их ядом для атаки на наездников.
Чем слабее и многочисленнее добыча, тем больше желающих превратить ее в пищевой ресурс. Беззащитная тля -- надежный поставщик сладкого «молочка» для муравьев и не менее эффективный инкубатор для личинок наездников Aphidius ervi. Вместо того чтобы накапливать запас пищи для своего потомства, наездники откладывают яйца прямо в тело жертвы. Развивающиеся личинки постепенно выедают хозяина, оставляя лишь хитиновый экзоскелет, а момент окукливания наездника становится последним событием в жизни жертвы. Фото наездника A. ervi в момент инъекции яиц в тело тли Infox.ru предоставил Алекс Уайлд -- биолог, специализирующийся на эволюции насекомых в Университете американского штата Иллинойс, и по совместительству фотограф.
Чтобы подчинить жертву своей воле, паразиты могут даже впрыскивать в жертву нейротоксические яды, направляя будущий инкубатор в подходящее место. Кроме того, наездники нередко добавляют в этот коктейль поли-ДНК-вирусы для подавления иммунной системы, потенциально способной уничтожить яйца. Кстати, благодаря этому умению A. ervi стали надежными партнерами агрономов -- они не питаются сельскохозяйственными культурами, зато способны без дополнительных инсектицидов уничтожить вредителей -- тлю.
Вирусы с бактериями одолели «чужих»
Керри Оливер из Университета Аризоны и соавторы публикации в Science заметили, что в некоторых популяциях гороховых тлей смертность значительно ниже, чем в других. Как оказалось, в клетках представителей этих же групп живут бактерии-симбионты Hamiltonella defense, которые способны уничтожить еще не развившихся личинок наездника.
Подобный союз не уникален в мире животных в целом и насекомых в частности -- например, в кишечнике кровососущих насекомых всегда присутствуют полезные бактерии, которые синтезируют недостающие вещества, а микрофлора растительноядных членистоногих переваривает за них клетчатку.
Отличительная особенность большинства этих симбионтов -- наследуемость. Например, самки клопов, откладывая яйца, в каждую кладку помещают определенное количество «симбиотических капсул» -- покрытых оболочкой шариков, содержащих бактерий-симбионтов в питательной среде. Вылупившиеся личинки первым делом поедают капсулы, и бактерии попадают в задний отдел средней кишки.
Паразитный яд паразита
Бактерии-симбионты тли пошли еще дальше -- они обитают прямо в клетках насекомого-хозяина и тоже передаются по наследству. Но, к удивлению ученых оказалось, что вовсе не это обеспечивает защиту от наездников. Пропущенное звено -- вирусы-бактериофаги APSE, добавляющие в геном бактерий недостающую информацию.
До недавнего времени передача генов от вирусов к бактериям рассматривалась учеными лишь в эволюционном русле -- встраивание мобильных генетических элементов существенно ускорило эволюцию, способствуя появлению в геноме новых комбинаций.
Союз вирусов и бактерий более «прагматичный»: первые могут обеспечивать последним токсичность. Для этого достаточно встроить в единственную кольцевую хромосому бактерии генетическую последовательность, кодирующую яд. В случае кишечной палочки или холерного вибриона это чревато диареей -- а иногда и более серьезными последствиями. А упомянутые H. defense только благодаря вирусам становятся по-настоящему опасными для яиц наездников.
Защита во все стороны
В отличие от собственной иммунной системы, этот приобретенный иммунитет может передаваться как по наследству (вертикально), так и между особями одной и той же популяции (горизонтально). Это в десятки раз снижает смертность тли от паразитов-насекомых.
Помимо наглядной демонстрации сложных экологических связей ученые обнаружили и слабое звено в одной из сельскохозяйственных технологий. Теперь остается только «заразить» наездников вирусом, нейтрализующим полезный вирус тли и ее бактерий, и мы наверняка станем свидетелями очередной гонки вооружений в живой природе.
