Биологи впервые обнаружили, что осы-паразитоиды могут размножаться в непригодных для этого насекомых, если другой вид наездников уже отложил в них яйца. Эту стратегию назвали «пиратским паразитизмом». Открытие объяснило, как специализированные виды выживают в условиях дефицита хозяев.
Личинки двух видов ос паразитоидов M. pulchricornis и C. kariyai внутри гусеницы M. loreyi / © Kazumu Kuramitsu et. al./Scientific reports
Паразитоидные наездники — одни из самых многочисленных групп насекомых. Их самки откладывают яйца в тела других членистоногих, а вылупившиеся личинки развиваются внутри хозяина, убивая его при выходе наружу.
Каждый вид наездников обычно приспособлен к узкому кругу хозяев. Например, Cotesia kariyai паразитирует только на гусеницах вида Mythimna separata. Если такой наездник откладывает яйца в непригодное насекомое, личинки погибают из-за иммунного ответа хозяина.
Такая ситуация раньше считалась эволюционной ошибкой. Новое исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, показало: такие «ошибки» могут быть стратегией выживания.
Ученые из Японии изучали два вида наездников — Cotesia kariyai и Meteorus pulchricornis. Первый вид паразитирует только на одном виде, а второй атакует десятки видов гусениц, включая Mythimna loreyi — близкого родственника M. separata. Эти два вида гусениц живут на одних полях, питаются одинаковыми растениями и почти неотличимы внешне. Но M. loreyi непригоден для C. kariyai: его иммунная система убивает личинок наездника за несколько дней.
Исследователи провели шесть экспериментов с 860 гусеницами M. loreyi. На первом этапе C. kariyai откладывал яйца в гусениц в одиночку. Ни в одном из 200 случаев личинки не выжили — иммунитет хозяина уничтожал их за 8-10 дней.
На втором этапе гусениц заражали оба вида наездников с разными интервалами. Когда M. pulchricornis откладывал яйца в ту же гусеницу через 12 часов после C. kariyai, 5-20% личинок последнего завершали развитие. Максимальный успех наблюдался, если C. kariyai действовал за 12 часов до «конкурента».
Ключевую роль сыграли вирусоподобные частицы, которые M. pulchricornis вводит в гусениц. Эти частицы подавляют иммунитет хозяина, блокируя выработку защитных клеток — гемоцитов. В итоге выживают не только личинкм M. pulchricornis, но и потомство C. kariyai. Ученые предположили, что личинки C. kariyai используют ресурсы, которые M. pulchricornis взял у хозяина, но механизм требует дополнительного изучения.
Стратегия «пиратского паразитизма» помогает специализированным видам выживать в периоды дефицита обычных хозяев. Например, M. separata мигрирует в Японию только летом, а M. loreyi присутствует на полях круглый год. Если C. kariyai не найдет основных хозяев, он может временно переключиться на «пиратство», поддерживая численность популяции.
Это открытие меняет подход к биологическому контролю вредителей. Сегодня фермеры часто используют один вид наездников для защиты урожая. Но смешанные популяции паразитов, которые включают «пиратов» и «медиаторов», могут работать эффективнее. Например, M. pulchricornis способен атаковать несколько видов вредителей, а C. kariyai — точечно снижать численность целевого вида.
С другой стороны, нужно проверить, как часто «пиратский паразитизм» встречается в дикой природе. Ученые планируют использовать ДНК-анализ для обнаружения следов мультипаразитизма в гусеницах. Это поможет оценить роль явления в естественном отборе. Кроме того, предстоит выяснить, как долго «пиратские» личинки могут существовать в непригодных хозяевах и передается ли такое поведение следующим поколениям.
Открытие также ставит новые вопросы перед эволюционной биологией. Если «пиратский паразитизм» повышает выживаемость видов, это может ускорить расширение их пищевой специализации. Например, C. kariyai со временем может адаптироваться к M. loreyi без помощи «медиаторов». Такие процессы способны менять структуру экосистем и влиять на баланс между вредителями и их естественными врагами.
