'Breaking bad': Как появляются насекомые-вредители
Из тысяч известных видов плодовых мушек Drosophila лишь один считается сельскохозяйственным вредителем, откладывая яйца внутри созревающих плодов, чтобы личинки могли питаться и расти. Новое исследование Калифорнийского университета в Дэвисе показывает сходства и ключевые различия между этим вредителем и его близкими родственниками — и указывает, что один родственный вид также может стать вредителем.
Мухи Drosophila, встречающиеся по всему миру, обычно откладывают яйца в гниющие фрукты. Drosophila suzukii, также известная как «пятнистокрылая Drosophila» (самцы имеют крупные черные пятна на крыльях, как и самцы нескольких других близкородственных видов), способна прокалывать кожицу созревающих плодов и откладывать яйца внутри.
«Для западных исследователей стало неожиданностью, когда D. suzukii была идентифицирована как вредитель», — сказал Джоэл Аталлах, постдокторант Калифорнийского университета в Дэвисе. Ранее считалось, что Drosophila откладывают яйца только на гниющих фруктах.
D. suzukii, по-видимому, родом из Азии. В 1980-х годах она была обнаружена на Гавайях, но в Северной Америке её идентифицировали как вредителя лишь в 2008 году, когда специалист по кооперативному расширению UC прислал в лабораторию профессора Артёма Коппа в UC Davis образцы заражённой клубники для идентификации. В том же году D. suzukii была найдена в садах Южной Калифорнии и с тех пор быстро распространилась по стране.
Сравнение яйцекладов
Аталлах и студенты-исследователи проанализировали яйцеклад (орган для откладки яиц) D. suzukii и трёх других близкородственных видов: D. subpulchrella, D. biarmipes и D. mimetica. Они также предлагали выращенным в лаборатории мухам разные фрукты и наблюдали, способны ли те отложить в них яйца.
D. suzukii имеет крупный заострённый яйцеклад с хорошо заметными щетинками. D. subpulchrella также обладает крупным щетинистым яйцекладом, хотя и слегка другой формы. У двух других видов яйцеклады намного меньше, похожие на яйцеклады других Drosophila; у них есть тот же рисунок щетинок, но они гораздо мельче и менее заметны.
Способность к заражению плодов
В лабораторных условиях и D. suzukii, и D. subpulchrella могли прокалывать кожицу вишни и малины и откладывать в них яйца. D. suzukii (но не D. subpulchrella) также проделывала отверстия в кожице винограда, хотя откладывала там относительно мало яиц.
Копп отметил, что даже когда мухи Drosophila могли проникнуть в плод, они делали это не очень эффективно, затрачивая несколько минут и совершая множество попыток.
Эволюция поведения
Откладка яиц внутри созревающих плодов, вероятно, является недавним эволюционным приобретением для Drosophila. Копп предположил, что конкуренция за хорошие источники пищи для откладки яиц могла дать преимущество тем мухам, которые способны колонизировать более свежие и твёрдые плоды. В конечном итоге это могло привести D. suzukii к возможности проникать в плоды до того, как они упадут и начнут гнить.
Проблема контроля
Борьба с этими мухами будет сложной задачей, сказал Копп. В отличие от печально известной средиземноморской плодовой мухи, мухи Drosophila являются универсалами с широким спектром источников пищи и мест размножения, а время генерации у них составляет менее двух недель.
«Мы хотим определить, какие мухи опасны, а какие нет, — сказал Аталлах. — D. subpulchrella ещё не идентифицирована как вредитель в западном мире, но у неё может быть потенциал стать им».