Взаимодействие с тлями


Симбиоз членистоногих и вирусов

Наездник Cotesia flavipes (сверху) — один из многих тысяч видов паразитических наездников, которые выводят из строя защитные системы своих жертв при помощи особых вирусоподобных частиц - поли-ДНК-вирусов (PDV)

поли-ДНК-вирусы происходят от настоящего вируса, который некогда встроился в геном наездника и подвергся «одомашниванию»

в отличие от всех нормальных вирусов, PDV не содержат специфических вирусных генов, необходимых для размножения

новые PDV образуются только в яичниках самки наездника

наездники впрыскивают в жертву свои яица вместе с PDV

каждый PDV содержит несколько маленьких кольцевых молекул ДНК с генами белков, подавляющих защитную реакцию организма хозяина (например, гусеницы). Это позволяет личинкам наездника беспрепятственно развиваться в теле жертвы (снизу)

Паразитические осы используют токсины для обездвиживания гусениц, в которых они откладывают яйца (рисунок сверху)

токсины производятся яичниками ос

токсины представляют собой отрезок двуспиральной ДНК, упакованный в белковую оболочку (рисунок снизу)

такая структура характерна для вирусных частиц, поэтому осиные токсины назвали полиднавирусами

больше всего ДНК, выделенная из яичников ос, напоминает ДНК нудивирусов (входят в группу бакуловирусов, поражающих членистоногих)

Buchnera aphidicola - внутриклеточные симбионты

Внутри тела большинства видов тлей имеется специальный двулопастной орган - бактериом, состоящий из 60-90 полиплоидных клеток, называемых бактериоцитами. В вакуолях этих клеток находятся округлые или овальные бактерии, относимые к роду бухнера (Buchnera).

Размножение бактерий находится под контролем со стороны хозяина, и их число в бактериоме определяется его размерами.

Бактерий насекомое получает от матери, вне организма хозяина они не могут существовать, так же как не могут быть переданы от одного насекомого другому. Если бактерии убить, обработав насекомое антибиотиками, оно перестает размножаться, так как бактерии снабжают насекомое незаменимыми аминокислотами.

Симбиоз бактерий и тлей начал формироваться 200-250 млн лет тому назад.

За это время бухнера подверглась генетической деградации и потеряла способность к рекомбинации (обмену генами с другими бактериями), ее геном сильно сократился, упростился и потерял пластичность из-за утраты мобильных генетических элементов и повторов. Это снизило приспособительные способности бактерии. Как любой организм, привыкший к относительно неизменным благоприятным условиям, бухнера стала ужасно изнеженным и капризным существом. А это, в свою очередь, накладывает ограничения на весь «сверхорганизм». Например, бухнеры не любят жары — и это сильно мешает тлям распространяться в тех регионах, где высока вероятность перегрева.

Листоблошка (сверху)– насекомое из семейства тли. Желтое пятно (внизу), видное на просвет и под лупой в брюшке листоблошки - бактериом, участок кишечника, в котором бактерии переваривают целлюлозу и растительные соки, которые богаты сахаром, но не содержат протеинов. Протеины вырабатывают живущие в ней микроскопические бактерии.

Рекордно малым геномом обладает симбиотическая бактерия Carsonella ruddii обитающая в кишечнике псиллиды (листоблошки). Carsonella ruddii -содержит всего 160 пар ДНК, которые образуют 182 протеин-кодирующих гена.