Зомбирующий вирус может манипулировать гусеницами, заставляя их убивать самих себя

Это звучит как что-то из фильма ужасов, но в мире насекомых это происходит гораздо чаще, чем вы думаете: вирусы захватывают своих хозяев и доводят их до смерти, чтобы вирус мог легче распространиться среди других жертв.

По мнению ученых, это происходит уже сотни миллионов лет, и новое исследование проливает свет на то, как именно это происходит. Точнее, как это происходит с группой вирусов, заражающих насекомых, известных как нуклеополихедровирусы (NPV), и гусениц хлопкового червя (Helicoverpa armigera).

Как было замечено более века назад, NPV, как известно, загоняют своих гусениц-хозяев на верхушки растений перед смертью, в то время как более естественным поведением гусениц является опускание на землю перед окукливанием.

Теперь мы лучше представляем себе механизм, лежащий в основе этой "болезни верхушек деревьев", как ее называют, и он связан с фототаксисом, или тем, как организмы притягиваются к источнику света (например, к Солнцу).

В новом исследовании ученые из Китайского сельскохозяйственного университета провели серию экспериментов с гусеницей хлопкового колоса и NPV под названием HearNPV.

"Механизмы, с помощью которых паразиты и патогены манипулируют поведением хозяина, представляют широкий интерес, но лишь немногие исследования окончательно их охарактеризовали", - пишут исследователи в своей статье.

"Здесь мы показываем, как HearNPV вызывает усиленный фототаксис у личинок H. armigera, перехватывая визуальное восприятие хозяина и вызывая поведение лазания, в результате чего зараженные личинки погибают на высоте".

Предыдущие исследования показали, что гусеницы, зараженные вирусом HearNPV, тянутся к источникам света, и здесь это было подтверждено с использованием светодиодных ламп, стеклянных трубок и сетки для лазания. Насекомые с вирусом оказывались мертвыми на вершине сетки, и чем выше был свет, тем выше они забирались.

Дальнейшие испытания с разными положениями ламп подтвердили, что гусениц привлекало именно освещение, а не реакция на гравитацию или большую высоту, и что их зрение использовалось против них: слепые H. armigera не были поражены HearNPV в той же степени.

Как все это лазанье помогает вирусу, до конца не ясно. Но если гусеницы погибают на верхушках растений, это, предположительно, дает вирусу-хозяину больше возможностей для дальнейшего распространения, будь то перенос по ветру или разгрызание хищником.

"Поскольку солнечный свет освещает растения сверху, положительный фототаксис, вероятно, является надежным механизмом, обеспечивающим гибель зараженных личинок на растениях-хозяевах на большой высоте", - пишут исследователи.

Подтвердив ранее выдвинутую гипотезу, исследователи обратили внимание на генетические различия между инфицированными и неинфицированными гусеницами. Они обнаружили шесть генов, участвующих в реакции на свет, которые по-разному экспрессировались, когда вирус HearNPV закрепился в организме, и в конечном итоге определили три, которые представляются наиболее важными.

Это HaBL (для обнаружения коротковолнового света), HaLW (для обнаружения длинноволнового света) и TRPL (который преобразует свет в электрические сигналы). Когда эти гены были отключены у зараженных гусениц, насекомые с меньшей вероятностью привлекались к местному источнику света или погибали вблизи него.

Все это означает, что эти нуклеополихедровирусы, похоже, перехватывают естественное сродство насекомых к свету и используют его против них. Следующий вопрос для ученых - как именно вирус манипулирует этими генами, но это уже история для другого исследования.

Исследование было опубликовано в журнале Molecular Ecology.