Биологи случайно открыли новый вид ос-паразитов, заражающих взрослых мух

Американские исследователи случайно обнаружили вид ос-паразитов, которые откладывают яйца в тело взрослых мух, чего ранее не наблюдали. Дополнительные эксперименты позволили запечатлеть процесс заражения на видео.

Строение нового вида ос Syntretus perlmani. (A) Боковой габитус, (B) жилкование передних и задних крыльев, (C) голова и антенномеры в профиль, (D) голова, (E) яйцеклад / © Nature, Logan D. Moore et al.

В природе распространены взаимоотношения «паразит — хозяин»: у млекопитающих, рыб, ракообразных, птиц, насекомых и других животных есть свои паразиты. Биологи регулярно изучают различные виды на наличие в них подобных организмов — например, отлавливают пресноводную рыбу или грызунов. Так ученые узнают и практические вещи вроде степени заражения в популяции, и фундаментальные, ведь паразиты могут влиять на поведение своих хозяев и манипулировать ими.

Именно такой работой в прошлом году занималась группа биологов из США: они проверяли плодовых мух вида Drosophila affinis на инфицированность нематодами. И неожиданно обнаружили в брюшке одного самца личинку паразитической осы.

Дополнительный анализ помог выяснить, что перед исследователями — ранее неописанный вид паразитических ос семейства браконид (Braconidae). Примечательно, что способ, с помощью которого это насекомое откладывает личинки, еще не встречали. Подробности опубликованы в журнале Nature.

A,B) Развитие личинок ос внутри мухи-хозяина (A) сопровождается ростом тератоцитов (клетки внутренней оболочки яйца) осы (B, черные стрелки), которые видны через брюшную кутикулу хозяина (B, белая стрелка). C) У второй и последующих личиночных стадий отсутствуют головная капсула и хвостовой шип, а в последнюю стадию будущая оса вырастает почти до длины мухи-хозяина. D) Развитие детенышей происходит в белом шелковистом коконе. E) Выход личинок всегда происходит из брюшка через разрыв кутикулы брюшка. F) Взрослая оса (на фото — самец) маленькая, желтовато-коричневая, длиной около 1,5 миллиметра / © Nature, Logan D. Moore et al.

Паразитические осы — или, как их принято называть в России, наездники — известны науке давно, идентифицировано уже более 100 тысяч разнообразных видов. Фактически это не осы, поскольку вместо жала у них яйцеклад — орган, с помощью которого эти насекомые откладывают яйца в других насекомых. В качестве хозяев выступают как чужие личинки, так и молодые особи, например, мух или пчел. Будущая оса, развиваясь в теле другого организма, съедает его изнутри, пока не убьет.

Новый вид принадлежит к самому богатому подсемейству браконид — Euphorinae. Оно насчитывает 54 уникальных рода и, судя по ископаемым данным, существует более 30 миллионов лет. Осу назвали Syntretus perlmani в честь канадского исследователя Стива Перлмана, долгое время изучавшего взаимоотношения дрозофил и паразитов.

Несмотря на долгую историю этой темы — о связях паразитических ос и мух писали еще в начале XIX века, — никогда ранее не сообщалось о заражении именно взрослых насекомых. Чтобы оценить, насколько часто это происходит, биологи поймали более шести тысяч самцов и почти 500 самок мухи D. affinis в нескольких штатах США.

Инфицированность, как отметили специалисты, можно подтвердить визуально с седьмого по 18-й день после откладывания яйца, поскольку будущая оса раздувает брюшко мухи. Доля зараженных насекомых составила менее 3%.

Тогда исследователи решили сами вырастить паразитических ос и узнать, как те заражают мух. Яйца развивались в теле хозяев в среднем чуть больше 18 дней. На поздней стадии личинки прогрызали брюшко мухи-хозяина, а затем несколько часов искали место для окукливания — в этом состоянии они проводят еще 23-24 дня. В первые сутки после выхода из кокона самки ос готовы откладывать новые яйца в мух — процесс удалось снять на камеру.

Биологи провели эксперимент с фруктовой дрозофилой (D. melanogaster) и еще двумя видами, но жизнеспособные осы вырастали с переменным успехом. Ученые списали неудачи на лабораторные условия, поскольку в дикой природе они встретили достаточно зараженных мух. Вдобавок выяснилось, что новый вид ос довольно широко распространен в Северной Америке. Геном S.perlmani обнаружили в восточных штатах: Джорджии, Вирджинии, Пенсильвании и Иллинойсе.

Авторы статьи предположили, что будущие полевые наблюдения за различными видами дрозофил расширят ареал мух-хозяев, на которых паразитируют новые осы. Выбор именно взрослых насекомых биологи объяснили возможной безопасностью (зрелая муха в состоянии сама себя защитить), слабым иммунитетом хозяев и меньшей конкуренцией, ведь остальные наездницы инфицируют личинок.