Выгодное сотрудничество: вирусы и осы подавляют иммунную реакцию гусениц и растений

Некоторое время назад учёные выяснили, что определённый вид наездников (паразитических ос) подавляет иммунную систему гусениц ради успешного "воспитания" потомства внутри личинок этих насекомых. Теперь же специалисты Пенсильванского университета обнаружили, что на этом осы-паразиты не останавливаются: они также ослабляют защитные механизмы растений, которыми питаются те самые гусеницы. В результате паразитам гарантирована отличная среда для выращивания "новобранцев".

Учёные выяснили, что паразитические осы в сотрудничестве с вирусами получают гораздо большую власть, чем считалось прежде.
Фото Gary Felton, Penn State.

Как рассказывает исследователь Гэри Фелтон (Gary Felton), справиться и с гусеницами, и с растениями осам помогает особый тип вируса под названием поли-ДНК-вирус, находящийся в яичниках самок наездников.

После попадания вируса в организм гусениц происходит подавление как иммунной реакции существа, так и механизмов защиты растений.

Чтобы проверить свои догадки, учёные поместили две группы гусениц на растения томатов: одну часть личинок насекомых атаковали паразиты, другую – нет. После 10-часового "обеда" исследователи собрали оставшиеся листья. Затем они изучили в них активность ферментов и экспрессию генов, связанных с защитными механизмами.

"Используя молекулярные и биохимические методы, мы обнаружили, что гусеницы, которых атаковали паразиты, стимулировали значительно более низкую активность ферментов и экспрессию генов защиты среди растений томатов, чем гусеницы без паразитов", — рассказывает одна из участниц исследования Чин-Вэнь Тань (Ching-Wen Tan).

Специалисты также определили, что в слюне гусениц содержалось меньше глюкооксидазы. Этот фермент обычно вызывает у растений защитную реакцию. Однако в данном случае поли-ДНК-вирус снизил концентрацию глюкооксидазы, и из-за этого защитные реакции растений были слабее.

"Мы выяснили, что поли-ДНК-вирусы не только подавляют иммунную систему гусениц, но и ослабляют защитные реакции растений, которыми питаются насекомые, — говорит Фелтон.

Таким образом, "усмирение" защиты растений приносит пользу и осе, и вирусу, что помогает развитию и выживанию осы внутри гусеницы".

Отмечается, что в природе значительный процент гусениц страдает от паразитических ос. Кроме того, десятки тысяч видов ос носят в себе поли-ДНК-вирусы. "В результате существует большая вероятность того, что наши результаты можно "примерить" на многие взаимодействия растений и травоядных", — говорит Фелтон.

Тань добавляет, что выводы работы показывают: взаимодействие между растениями и их естественными врагами намного сложнее, чем считалось прежде. "Наше исследование демонстрирует важную роль, которую микроорганизмы играют во взаимодействии растений и насекомых, — говорит она. – Способность поли-ДНК-вирусов, которые обладают менее чем парой сотен генов, так сильно влиять на ос, гусениц и растений, поразительна".

Теперь специалисты из США намерены изучить, могут ли другие паразитические виды ос и вирусы, влияющие на гораздо более широкую выборку видов гусениц, подавлять защиту растений аналогичным способом.

Результаты разоблачающегося паразитических ос исследования представлены в научном издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

По словам Фелтона, результаты его группы поддерживаются выводами другой работы специалистов Вагенингенского университета (Нидерланды), опубликованной в том же выпуске PNAS.