Бактерия и вирус не поделили муху
Уникальная бактерия вольбахия может не только контролировать размножение и развитие насекомых, но даже повышать их устойчивость к различным вирусам. Такая странная любовь «нахлебников» к хозяйскому организму объясняется обычным стремлением к контролю над всей популяцией.
Несмотря на высокую смертность при инфекционных заболеваниях, подобных ВИЧ, гриппу, пневмонии и туберкулезу, паразиты, их вызывающие, вовсе не заинтересованы в гибели хозяйского организма. Оптимальный для них вариант – как можно более длительное существование больного, ведь в таком случае шанс распространиться и заразить десяток-другой новых организмов возрастает многократно.
Есть в природе и менее расточительные «нахлебники», которые не просто бережно относятся к своему жилищу и одновременно источнику пропитания, а даже помогают ему в трудные минуты жизни.
Например, бактерия вольбахия в разы повышает выживаемость мушки-дрозофилы при заражении последней смертельными вирусами.
Этот феномен обнаружили Карин Джонсон и её коллеги из Университета австралийского штата Квинсленд, когда исследовали и без того разнообразные свойства бактерии – внутриклеточного паразита. Открытая в 1924 вольбахия (Wolbachia) на сегодняшний день считается паразитом пауков, червей и 20% всех видов насекомых, и это при том, что по сложности организации членистоногие не сильно уступают, а в чем то даже и превосходят позвоночных.
Попадая в организм хозяина, бактерия тут же берет его под свой контроль. У некоторых видов чешуекрылых и мокриц ей удается даже превратить развивающихся самцов в самок. Но больше всего не везёт неродившимся мушкам мужского пола. Так как вольбахия предпочитает обитать и размножаться в женских половых железах и клетках и передается от матери к дочери, то она меньше всего заинтересована в трате хозяйских ресурсов на рождение ненужных самцов.
К таким средствам воинствующего феминизма, что имеются в арсенале вольбахии, не прибегали даже амазонки.
Во-первых, бактерии могут попросту убить взрослого самца. Во-вторых, влияя на набор хромосом, они заставляют неоплодотворенные яйца развиваться в «женском направлении». А в-третьих, при оплодотворении яйцеклеток неинфицированных самок инфицированным самцом вольбахии уничтожают все потомство без разбора, тем самым снижая конкуренцию в популяции своих хоязев.
Яйцо осы Trichogramma kaykai//macroevolution.narod.ru,
Яйцо осы Trichogramma kaykai
яйцо осы Trichogramma kaykai с множеством бактерий Wolbachia (ярко окрашенные точки). Вольбахии концентрируются в удлиненном кончике яйца, из которого впоследствии разовьются органы размножения осы. Бактерии попадут в репродуктивные органы, затем — в яйцеклетки, обеспечив себе гарантированный переход в следующее поколение насекомых-хозяев. Яйцо, показанное на снимке — неоплодотворенное, гаплоидное. Без «помощи» вольбахии из него развился бы самец. Но вольбахия не допустит этого: ведь она передается только по материнской линии, и самцы для нее — ненужный балласт. Бактерии, попавшие в самца, погибают, не оставив потомства. Когда яйцо начнет делится, вольбахия остановит процесс деления (митоз) в тот момент, когда хромосомы уже удвоятся, но еще не разойдутся по двум дочерним ядрам. В результате набор хромосом в яйце станет двойным (диплоидным), и из яйца разовьется самка.
Не удивительно, что вольбахия попадает в заголовки научных журналов уже не в первый раз. На этот раз авторы публикации в Science попробовали разобраться в самом непонятном и малоизученном свойстве паразитов – увеличивать выживаемость, плодовитость и даже приспосабливаемость своих хозяев.
Как выяснилось, именно эта вездесущая инфекция и объясняет феномен устойчивости дрозофил к вирусам, описанный еще 30 лет назад.
Заражавшие мушек вирусом DCV ученые обнаружили, что вне зависимости от пола всех мушек можно разделить на «быстрогибнущих» и «долгогибнущих», но причина такой устойчивости оставалась неизвестной.
Джонсон предположила, что все дело в уже описанной нами бактерии, и повторила эксперимент, но уже с двумя известными переменными.
В результате дрозофилы, инфицированные вольбахией и вирусом, жили в два раза дольше, чем те, кому вводили только вирус DCV (14 дней против 6).
Примерно то же соотношение оказалось справедливо и для других вирусов – NDP и вируса, парализующего сверчков. А вирус FHV, смертельный для большинства насекомых, вообще не смог справиться с тандемом мухи и бактерий даже на 26-е сутки, в то время как без бактерий 100% инфицированных FHV мух гибли через 8 дней.
Зачем это бактерии – понятно: благодаря уменьшению размеров популяции мух доля зараженных вольбахией особей существенно возрастает. А с учетом того, что на D.melanogaster многие из «феминистических» уловок бактерий не действуют, это единственный способ подчинить себе непокорную мушку.
К сожалению, сам механизм защиты оказался за рамками исследования австралийских ученых. Ведь если это специфический способ уничтожения вирусов, не известный иммунологам, то практическая значимость неоспорима. Но даже если речь лишь об усилении защитных свойств самого организма, это не значит, что воспользоваться феноменом на благо человечества не получится.
Уникальная бактерия вольбахия может не только контролировать размножение и развитие насекомых, но даже повышать их устойчивость к различным вирусам. Такая странная любовь «нахлебников» к хозяйскому организму объясняется обычным стремлением к контролю над всей популяцией.
Несмотря на высокую смертность при инфекционных заболеваниях, подобных ВИЧ, гриппу, пневмонии и туберкулезу, паразиты, их вызывающие, вовсе не заинтересованы в гибели хозяйского организма. Оптимальный для них вариант – как можно более длительное существование больного, ведь в таком случае шанс распространиться и заразить десяток-другой новых организмов возрастает многократно.
Есть в природе и менее расточительные «нахлебники», которые не просто бережно относятся к своему жилищу и одновременно источнику пропитания, а даже помогают ему в трудные минуты жизни.
Например, бактерия вольбахия в разы повышает выживаемость мушки-дрозофилы при заражении последней смертельными вирусами.
Этот феномен обнаружили Карин Джонсон и её коллеги из Университета австралийского штата Квинсленд, когда исследовали и без того разнообразные свойства бактерии – внутриклеточного паразита. Открытая в 1924 вольбахия (Wolbachia) на сегодняшний день считается паразитом пауков, червей и 20% всех видов насекомых, и это при том, что по сложности организации членистоногие не сильно уступают, а в чем то даже и превосходят позвоночных.
Попадая в организм хозяина, бактерия тут же берет его под свой контроль. У некоторых видов чешуекрылых и мокриц ей удается даже превратить развивающихся самцов в самок. Но больше всего не везёт неродившимся мушкам мужского пола. Так как вольбахия предпочитает обитать и размножаться в женских половых железах и клетках и передается от матери к дочери, то она меньше всего заинтересована в трате хозяйских ресурсов на рождение ненужных самцов.
К таким средствам воинствующего феминизма, что имеются в арсенале вольбахии, не прибегали даже амазонки.
Во-первых, бактерии могут попросту убить взрослого самца. Во-вторых, влияя на набор хромосом, они заставляют неоплодотворенные яйца развиваться в «женском направлении». А в-третьих, при оплодотворении яйцеклеток неинфицированных самок инфицированным самцом вольбахии уничтожают все потомство без разбора, тем самым снижая конкуренцию в популяции своих хоязев.
Яйцо осы Trichogramma kaykai//macroevolution.narod.ru,
Яйцо осы Trichogramma kaykai
яйцо осы Trichogramma kaykai с множеством бактерий Wolbachia (ярко окрашенные точки). Вольбахии концентрируются в удлиненном кончике яйца, из которого впоследствии разовьются органы размножения осы. Бактерии попадут в репродуктивные органы, затем — в яйцеклетки, обеспечив себе гарантированный переход в следующее поколение насекомых-хозяев. Яйцо, показанное на снимке — неоплодотворенное, гаплоидное. Без «помощи» вольбахии из него развился бы самец. Но вольбахия не допустит этого: ведь она передается только по материнской линии, и самцы для нее — ненужный балласт. Бактерии, попавшие в самца, погибают, не оставив потомства. Когда яйцо начнет делится, вольбахия остановит процесс деления (митоз) в тот момент, когда хромосомы уже удвоятся, но еще не разойдутся по двум дочерним ядрам. В результате набор хромосом в яйце станет двойным (диплоидным), и из яйца разовьется самка.
Не удивительно, что вольбахия попадает в заголовки научных журналов уже не в первый раз. На этот раз авторы публикации в Science попробовали разобраться в самом непонятном и малоизученном свойстве паразитов – увеличивать выживаемость, плодовитость и даже приспосабливаемость своих хозяев.
Как выяснилось, именно эта вездесущая инфекция и объясняет феномен устойчивости дрозофил к вирусам, описанный еще 30 лет назад.
Заражавшие мушек вирусом DCV ученые обнаружили, что вне зависимости от пола всех мушек можно разделить на «быстрогибнущих» и «долгогибнущих», но причина такой устойчивости оставалась неизвестной.
Джонсон предположила, что все дело в уже описанной нами бактерии, и повторила эксперимент, но уже с двумя известными переменными.
В результате дрозофилы, инфицированные вольбахией и вирусом, жили в два раза дольше, чем те, кому вводили только вирус DCV (14 дней против 6).
Примерно то же соотношение оказалось справедливо и для других вирусов – NDP и вируса, парализующего сверчков. А вирус FHV, смертельный для большинства насекомых, вообще не смог справиться с тандемом мухи и бактерий даже на 26-е сутки, в то время как без бактерий 100% инфицированных FHV мух гибли через 8 дней.
Зачем это бактерии – понятно: благодаря уменьшению размеров популяции мух доля зараженных вольбахией особей существенно возрастает. А с учетом того, что на D.melanogaster многие из «феминистических» уловок бактерий не действуют, это единственный способ подчинить себе непокорную мушку.
К сожалению, сам механизм защиты оказался за рамками исследования австралийских ученых. Ведь если это специфический способ уничтожения вирусов, не известный иммунологам, то практическая значимость неоспорима. Но даже если речь лишь об усилении защитных свойств самого организма, это не значит, что воспользоваться феноменом на благо человечества не получится.
