Как адаптация к разным климатам помогла вредителю распространиться по миру

Настоящие плодовые мухи (семейство Tephritidae) откладывают яйца в созревающие плоды на деревьях. Вылупившиеся личинки питаются плодом, нанося ущерб производителям фруктов. Этот вредитель обходится фермерам и правительствам более чем в 1 млрд долларов США ежегодно.

Среди самых разрушительных видов — средиземноморская плодовая муха (Ceratitis capitata). Родом из Африки, она теперь встречается в странах Средиземноморского бассейна, Ближнего Востока, Южной и Центральной Америки, а также в некоторых регионах Австралии и США. Её почти глобальное распространение охватывает широкий спектр климатов.

Тесты на устойчивость к факторам среды

Все насекомые — эктотермы: температура их тела и все жизненные процессы зависят от температуры окружающей среды. Доступность воды и пищи также критически важна.

Учёные измерили способность средиземноморских плодовых мух из разных климатических зон Южной и Восточной Африки выживать при высоких и низких температурах, а также при нехватке воды или пищи. Были собраны заражённые плоды с восьми участков в ЮАР и Кении. Личинок и куколок содержали в лаборатории в одинаковых условиях, а затем взрослых мух использовали в экспериментах.

Мух из каждой популяции подвергали воздействию разных температур. Предыдущее воздействие на мух более высокой или низкой температуры улучшало их выживаемость при экстремальных температурах.

Также исследователи построили филогенетическое дерево на основе генетического отпечатка каждой популяции, чтобы сравнить, насколько сходно реагируют на стресс близкородственные популяции.

Результаты и выводы

Результаты, опубликованные в открытом журнале Scientific Reports, показали, что средиземноморская плодовая муха обладает высокой адаптивностью.

Восемь изученных популяций продемонстрировали разные модели способности выживать при экстремальных температурах, нехватке воды и пищи. Это указывает на то, что каждая популяция адаптируется к своей локальной среде.

Кроме того, все популяции проявили некоторую гибкость в своей термоустойчивости в зависимости от температурного опыта, полученного до тестирования:

• Предварительное воздействие более низких температур улучшало холодоустойчивость, но снижало устойчивость к высоким температурам.
• Предварительное воздействие более высоких температур улучшало жароустойчивость, но снижало устойчивость к холоду.

Исследование позволяет предположить, что средиземноморская плодовая муха смогла покинуть родную Африку и стать глобальным инвазивным вредителем благодаря способности быстро адаптироваться к новым условиям. Эта же способность к быстрой эволюции предполагает, что муха будет хорошо справляться и с изменениями климата.

Меры борьбы

Помимо дорогих пестицидов, фермеры могут:

• Тщательно инспектировать и сортировать собранные плоды, чтобы не допустить попадания заражённых фруктов на рынок.
• Применять температурную или радиационную обработку для уничтожения личинок в плодах.

Для стран, где этот вредитель пока не обосновался, жизненно важно предотвратить его проникновение путём введения строгих карантинных правил. Государственным органам и объединениям производителей необходимо оказывать поддержку для ограничения экономического ущерба от этого адаптивного вредителя.