Паразиты и вирусы объединяются на Гавайях в борьбе с плодовыми мушками — значение для глобального контроля вредителей
В центре этого конфликта — инвазивные плодовые мушки семейства Tephritidae, многие из которых распространились по всему миру и наносят ущерб сотням коммерческих фруктов и овощей.
На Гавайях несколько видов этих мушек вторглись, начиная с конца 1800-х годов, и нанесли серьёзный экономический ущерб производству фруктов.
Биологический контроль с помощью паразитоидных ос
Одним из надёжных методов борьбы стало выпускание в природу крошечных паразитоидных ос, которые охотятся на незрелых плодовых мушек и уничтожают их.
Осы используют удлинённое жало (яйцеклад), чтобы проникнуть в плоды, где развиваются мушки, и отложить яйцо внутрь тела мухи. Вылупившиеся личинки осы постепенно пожирают муху изнутри.
Использование паразитоидных ос для контроля популяций вредителей известно как биологический контроль (биоконтроль). В Гавайях он был настолько успешен, что несколько видов ос образовали дикие популяции и продолжают подавлять численность вредителей.
Союз осы и вируса
Чтобы преодолеть иммунную систему мухи-хозяина, осы эволюционировали, выработав молекулярные факторы для подавления её защиты. Многие виды ос вступили в неожиданный симбиоз с полезными вирусами.
Вирусные частицы в огромных количествах размножаются в репродуктивных органах самок ос. Матери-осы затем используют яйцеклад как шприц, чтобы ввести вирусные частицы в насекомых-хозяев при откладке яиц.
Вирус заражает клетки хозяина, нарушая такие процессы, как иммунный ответ мухи. Развивающиеся осы получают выгоду от активности вируса, а взамен передают его следующим поколениям ос.
Оса Diachasmimorpha longicaudata и вирус DlEPV
D. longicaudata — небольшая ярко-оранжевая оса с очень длинным яйцекладом. Она эффективно поражает многих вредителей, таких как средиземноморская плодовая мушка (Ceratitis capitata) и восточная плодовая мушка (Bactrocera dorsalis). Её выпускали по всему миру для биоконтроля.
Эта оса состоит в симбиозе с вирусом Diachasmimorpha longicaudata entomopoxvirus (DlEPV).
- DlEPV реплицируется в ядовитой железе самок ос, где накапливаются миллиарды вирусных частиц.
- При инъекции в мух в лаборатории частицы DlEPV высоко летальны: вирус останавливает развитие мухи и реплицируется, пока не приводит к её гибели.
- Если же вылечить ос D. longicaudata от инфекции DlEPV, их потомство погибает внутри мух-хозяев.
Новые данные и перспективы
Исследования показали, что DlEPV может играть ключевую роль в способности D. longicaudata заражать множество видов плодовых мушек.
- Вирус успешно реплицировался и убивал C. capitata и B. dorsalis.
- Однако DlEPV не мог реплицироваться в дынной мухе (Zeugodacus cucurbitae), которую осы D. longicaudata не могут использовать в качестве хозяина.
Это указывает на то, что вирус может определять эффективность осы как агента биоконтроля. В случае D. longicaudata её вирус, возможно, ответственен за десятилетия надёжной помощи в программах биоконтроля по всему миру.
DlEPV теперь рассматривается как новый потенциальный инструмент в войне с вредителями. Если исследователи определят, как именно вирус на молекулярном уровне поражает мух, эти стратегии можно будет использовать для создания новых методов контроля плодовых мушек.