Тля спасается от паразитов с помощью вирусов
"Смерть, которая настигает тлю в результате нападения ос, напоминает сюжет фильма "Чужой", когда зародыш свирепого хищника развивается изначально внутри тела человека", - отмечает ведущий автор публикации Керри Оливер (Kerry Oliver), слова которого приводит пресс-служба Аризонского университета.
Единственным спасением для тли является симбиоз с паразитирующими на их организме бактериями. Группа ученых уже знала, что осы Aphidus ervi паразитируют только на тех насекомых, которые еще не заражены бактериями Hamiltonella defensa, однако как именно эти микроорганизмы защищают тлю от ос, ученым было неизвестно.
В генетических экспериментах исследователи показали, что происходит это благодаря особым вирусам бактериофагам Acyrthosiphon pisum, поражающим бактерии Hamiltonella defensa. Геном этого вируса содержит гены, кодирующие особые токсины. Эти гены передаются инфицированным бактериям, которые и начинают их впоследствии вырабатывать. Эти токсины безвредны для самой тли, однако губительны для личинок ос.
Работа впервые показала, что вирусы могут передавать зараженным организмам не только гены, вредоносные для организма-хозяина, но и наделять их свойствами, помогающими особи-хозяину выжить. Противоположным примером является такое тяжелое заболевание, как холера, развивающееся в организме людей под действием токсина, вырабатываемого бактериями Vibrio cholerae - так называемыми холерными вибрионами.
Тля и различные виды бактерий нуждаются друг в друге - для бактерий особи тли являются домом, тогда как бактерии для тли поставляют питательные вещества, которых нет в соке растений, которым питаются насекомые. Этот симбиоз настолько важен для обоих типов организмов, что организм тли содержит специальные клетки, предназначенные для жизни в них бактерий.
Hamiltonella defense не является таким важным для жизни тли симбиотическим организмом - ученые в своих экспериментах показали, что далеко не каждая особь несет на себе эти бактерии. Тем не менее только тля с этим типом бактерий в организме может успешно противостоять атакам ос-паразитов.
Выяснив, что ключевую роль в этой защите играют бактериальные вирусы Acyrthosiphon pisum, ученые вырастили несколько поколений тли, несущих на себе бактерии Hamiltonella defense, однако не сталкивавшихся в течение всей жизни с осами-паразитами. Авторы статьи заметили, что через несколько поколений тля теряет способность противостоять осам, так как лишается вируса. Это означает, что вирус не совсем безвреден для бактерий, которые постепенно от него избавляются. Поддержать же некоторое количество насекомых в популяции, несущих на себе зараженные вирусом бактерии, помогает естественный отбор, ключевую роль в котором играют осы-паразиты.
Авторы статьи полагают, что их работа показывает не только сложность устройства мира микроорганизмов, но и будет полезна для сельского хозяйства, так как гороховая тля является одним из опасных вредителей, уничтожающим посевы.