Поведенческая биология: Всё дело в спелости
В отличие от других представителей семейства Drosophila, пятнистокрылая муха D. suzukii откладывает яйца в спелые плоды. Биологи из Университета Людвига-Максимилиана (LMU) в Мюнхене выяснили сенсорную основу её способности занимать новую экологическую нишу.
Большинство видов рода Drosophila откладывают яйца в забродившие плоды, но D. suzukii (пятнистокрылая дрозофила) выбирает спелые фрукты. Это, казалось бы, небольшое различие в поведении имеет катастрофические последствия для фермеров, превратив вид в серьёзного сельскохозяйственного вредителя. Прокол, сделанный яйцекладом самки, способствует инфекциям, а вылупившиеся личинки питаются мякотью плода. Это наносит огромный ущерб урожаям ягод: вишни, малины, винограда и клубники.
Исследователи из LMU под руководством профессора Николаса Гомпеля в сотрудничестве с группами доктора Бенджамина Пруд'ома (CNRS, Франция) и профессора Илоны Грюнвальд Кадов (Мюнхенский технический университет) изучили генетическую основу этого необычного поведения. Их работа опубликована в журнале Current Biology.
Учёные объединили поведенческие тесты и генетические методы, чтобы определить, как три близкородственных вида — D. melanogaster, D. biarmipes и D. suzukii — по-разному выбирают место для кладки яиц. Эксперименты показали, что при поиске мухи реагируют на:
- текстуру плода,
- химический состав поверхности,
- характерные запахи.
То есть они используют обоняние, осязание и вкус.
- D. melanogaster откладывает яйца исключительно в перезрелые и гниющие плоды.
- D. suzukii реагирует на летучие вещества, выделяемые свежесозревшими плодами, и предпочитает их твёрдую кожицу.
- D. biarmipes менее разборчива и более универсальна. Она не ограничена гниющими плодами, но из-за строения яйцеклада может откладывать яйца только в повреждённые или размягчённые фрукты.
Выводы:
- В ходе эволюции перцептивная система самок D. suzukii была перестроена, чтобы обнаруживать и предпочитать стимулы, характерные для спелых, а не перезрелых плодов.
- Эксплуатация этой новой ниши стала возможной благодаря более крупному и прочному яйцекладу, способному прокалывать твёрдую кожицу спелых фруктов.
- Изменение поведения развивалось согласованно с модификацией яйцеклада. Учёные полагают, что увеличенный яйцеклад — вторичное приобретение, аналогичное адаптивному изменению формы зубов у млекопитающих в ответ на смену диеты.
Дальнейшие планы: исследование генетической основы изменений в перцептивных системах D. suzukii. Это могут быть мутации в генах, кодирующих сенсорные рецепторы, что повлияло на функции и связи вовлечённых нервных клеток.