Вирусы обеспечили бабочек оружием против паразитических ос

К представителям чешуекрылых (Lepidoptera), т. е. бабочек, любят паразитировать всадники, которых еще называют паразитическими осами. Эти насекомые откладывают яйца внутрь гусениц бабочек, где вылупляются их личинки и поедают своего хозяина. В процессе того, как они взрослеют, гусеница ослабевает, а затем вообще гибнет. Но это не единственный враг чешуекрылых. Кроме паразитических насекомых, они также часто поражаются опасными вирусами, такими как бакуловирусов, ентомопоксвирусы и асковирусы. Некоторые из них являются высокозаразными и за очень короткое время приводят к гибели насекомого-хозяина. Таким образом в паразитоидов и вирусов в определенной степени перекрываются экологические ниши. Это натолкнуло ученых из Токийского университета на мысль, что между этими двумя группами существ может происходить конкуренция за ресурс в виде бабочек. Поэтому заражение одним из них, возможно, делает потенциальную жертву менее восприимчивой к другому. Вирусы, например, могли бы передавать своим хозяевам соответствующие гены. И это также объяснило бы, почему некоторые виды чешуекрылых более устойчивы к различным паразитоидних, Поэтому ученые вместе с коллегами из Канады и Кореи решили проверить свою гипотезу в опытах.

Сначала исследователи провели исследование с гусеницами моли Mythimna separata. Половину из насекомых инфицировали типичным для них ентомопоксвирусом, и других оставили здоровыми. Поэтому всех личинок моли представили двум видам паразитоидних ос — Cotesia kariyai и Meteorus pulchricornis. Всадники M. pulchricornis успешно паразитировали на всех гусеницах. Зато личинки C. kariyai, отложенные в зараженных вирусом гусениц, плохо развивались и гибли, хотя сопротивления со стороны здоровых гусениц не наблюдалось.

Дальнейшее изучение показало, что это гемолимфа чешуекрылых приобретает токсические для C. kariyai действия при инфицировании вирусом. Процесс обусловлен выработкой гусеницами белков, которые ученые назвали факторами убийства паразитоидов (parasitoid killing factor, PKF).

Ученые обнаружили, что ентомопоксвирусы, так же как и бакуловирусов и асковирусы, имеют гены, кодирующие продукцию белков PKF. То есть вирусная инфекция привела к тому, что организм насекомых стал вырабатывать защитные белки. Однако подобные гены также нашли в геномах гусениц нескольких видов бабочек. К тому же их PKF были подобные PKF различных вирусов. Это указывает на то, что некоторые бабочки могли в процессе эволюции неоднократно и независимо друг от друга перенять от вирусов гены защиты от паразитоидов. Следующие опыты подтвердили, что возможность гусениц самостоятельно производить PKF наделяет их способностью убивать личинок паразитических ос через фрагментацию ДНК и апоптоз их клеток, а отключение соответствующих генов убийственных белков ослабляет эту защиту. Однако действие PKF проявляется преимущественно только против представителей паразитических ос с подсемейства Microgastrinae.

Таким образом авторы считают результаты своей работы доводом в пользу гипотезы о конкуренции, которая привела к тому, что вирусы борются с паразитозами. Хотя выяснилось, что не все осы чувствительны к действию PKF, ученые не исключают, что это может быть даже полезным приспособлением для самых вирусов, поскольку асковирусы передаются паразитическими осами при откладывании ими яиц в насекомое .

Некоторые вирусы, как уже упомянутый бакуловирусов, развили даже способность манипулировать поведением своих хозяев. Читайте, что они могут сделать с гусеницами бабочек в нашем материале «Сам не свой. Какие паразиты манипулируют поведением своих хозяев? «.

Перевод материала nauka.ua