Микроб превращает бабочек в убийц

Биологи из Британии и Кении открыли крайне необычного микроба-паразита, который "зомбирует" заражаемых бабочек и делает их смертельно опасными для самцов, которые или умирают внутри яиц, или съедаются их сестрами.

"Мы привыкли считать, что новые виды животных и насекомых появляются в результате изменений в окружающей среде, однако в данном случае этим процессом явно дирижирует микроб, заставляющий два подвида бабочек разделяться все дальше и дальше", — рассказывает Ричард Френч-Констант (Richard French-Constant) из университета Эксетера (Великобритания).

Френч-Констант и его коллеги раскрыли крайне удивительные отношения между бабочками вида Danaus chrysippus, которых любители насекомых часто называют "африканскими монархами" по аналогии с их американскими родичами Danaus plexippus и микробами вида Spiroplasma ixodeti.

Данные микробы, как отмечают ученые, считались заурядными паразитами насекомых, которые передавались от матери к ее потомству, не вызывая серьезных изменений в жизни бабочек и других членистоногих, которых они заражали. Наблюдая за жизнью "африканских монархов" в одном из уголков Кении, авторы статьи поняли, что на самом деле эти микробы гораздо опаснее, чем считалось ранее.

Оказалось, что среди кенийских Danaus chrysippus существует две подгруппы, одна из которых крайне странно реагирует на заражение спироплазмой. Ученые обнаружили, что эти микробы влияют не на поведение самих взрослых насекомых, а их потомства – они меняют работу генома бабочек и модифицируют их поведение таким образом, что все новые самки превращаются в "роковых женщин".

Это проявляется в том, что вероятность рождения самцов из яиц, отложенных зараженными Danaus chrysippus, становится близкой к нулю, а если они и появляются, то их съедают собственные сестры, "зомбированные" Spiroplasma ixodeti, проникшими в их организм еще до рождения в утробе матери.

Зачем микроб прибегает к таким изощрениям и "геноциду" особей одного пола? Это происходит, как объясняют ученые, по простым эволюционным причинам – носителями и разносчиками Spiroplasma ixodeti являются самки, и заражение самцов, неспособных самостоятельно продолжить свой род, не помогает микробу распространять себя.

Здесь в дело вступает тот факт, что насекомые откладывают сотни и тысячи яиц, из которых вылупляются особи того и другого пола, между которыми идет жесткая конкуренция за ресурсы на первых фазах их развития. Spiroplasma ixodeti "помогают" своим текущим и будущим носителям, убивая самцов напрямую и заставляя их сестер съедать их, тем самым расчищая "жизненное пространство" для особей, которые могут участвовать в их распространении.

По словам Френ-Константа, эта стратегия размножения паразитов оказалась настолько успешной, что она начала менять геном бабочек в одном из наиболее зараженных регионов Кении в окрестностях столицы страны Найроби, где в результате распространения Spiroplasma ixodeti почти не осталось самцов.

Анализ генома показал, что инфекция Spiroplasma ixodeti привела к слиянию "женской" половой хромосомы и одной обычной хромосомы в ДНК этих бабочек, что сделало невозможным их скрещивание с другими подвидами Danaus chrysippus, живущими в Танзании и в экваториальных районах Африки.

Интересно, что обычная хромосома несет на себе гены, управляющие окраской бабочек и их уязвимостью к инфекции спироплазмой. Это одновременно "защищает" популяцию бабочек-носителей микроба от распространения в ней генов, защищающих их от Spiroplasma ixodeti, и не дает самцам начать генетическую "войну" с данным паразитом.

Как это произошло и повлияли ли на этот процесс сами микробы, живущие внутри клеток данаид, ученые пока не знают. Раскрытие этой загадки, по их словам, поможет понять, как сильно паразиты влияли на эволюцию жизни, в том числе и на человека.