Біологи з Британії та Кенії відкрили вкрай незвичайного мікроба-паразита, який “зомбує” заражених метеликів і робить їх смертельно небезпечними для самців, які або вмирають всередині яєць, або з’їдаються їх сестрами.
“Ми звикли вважати, що нові види тварин і комах з’являються в результаті змін у навколишньому середовищі, проте в даному випадку цим процесом явно диригує мікроб, що змушує два підвиди метеликів розділятися все далі і далі”, — розповідає Річард Френч-Констант (Richard French-Constant) з університету Ексетера (Великобританія).
Френч-Констант і його колеги розкрили вкрай дивовижні відносини між метеликами виду Danaus хрісіпп, яких любителі комах часто називають “африканськими монархами” за аналогією з їх американськими родичами Danaus plexippus і мікробами виду Spiroplasma ixodeti.
Дані мікроби, як відзначають вчені, вважалися звичайними паразитами комах, які передавалися від матері до її нащадкам, не викликаючи серйозних змін в житті метеликів і інших членистоногих, яких вони заражали. Спостерігаючи за життям “африканських монархів” в одному з куточків Кенії, автори статті зрозуміли, що насправді ці мікроби набагато небезпечніше, ніж вважалося раніше.
Виявилося, що кенійських Danaus хрісіпп існує дві підгрупи, одна з яких вкрай дивно реагує на зараження спіроплазмою. Вчені виявили, що ці мікроби не впливають на поведінку самих дорослих комах, а їх потомства – вони змінюють роботу геному метеликів і модифікують їх поведінку таким чином, що всі нові самки перетворюються у “фатальних жінок”.
Це проявляється в тому, що ймовірність народження самців з яєць, відкладених зараженими Danaus хрісіпп, стає близькою до нуля, а якщо вони й з’являються, то їх з’їдають власні сестри, “зомбовані” Spiroplasma ixodeti, які проникли в їх організм ще до народження в утробі матері.
Навіщо мікроб вдається до “геноциду” особин однієї статі? Це відбувається, як пояснюють вчені, по простим еволюційним причинам – носіями і рознощиками Spiroplasma ixodeti є самки, і зараження самців, нездатних самостійно продовжити свій рід, не допомагає мікробам поширювати себе.
Тут в справу вступає той факт, що комахи відкладають сотні і тисячі яєць, з яких вилуплюються особини тієї й іншої статі, між якими йде жорстка конкуренція за ресурси на перших фазах їх розвитку. Spiroplasma ixodeti “допомагають” своїм поточним і майбутнім носіям, вбиваючи самців безпосередньо і змушуючи їх сестер з’їдати їх, тим самим розчищаючи “життєвий простір” для осіб, які можуть брати участь у їх розповсюдженні.
За словами Френ-Константа, ця стратегія розмноження паразитів виявилася настільки успішною, що вона почала змінювати геном метеликів в одному з найбільш забруднених регіонів Кенії в околицях столиці країни Найробі, де в результаті поширення Spiroplasma ixodeti майже не залишилося самців.
Аналіз генома показав, що інфекція Spiroplasma ixodeti призвела до злиття “жіночої статевої хромосоми і однієї звичайної хромосоми в ДНК цих метеликів, що зробило неможливим їх схрещування з іншими підвидами Danaus хрісіпп, що живуть в Танзанії та в екваторіальних районах Африки.
Цікаво, що звичайна хромосома несе на собі гени, які керують забарвленням метеликів і їх вразливістю до інфекції спіроплазмою. Це одночасно “захищає” популяцію метеликів-носіїв мікроба від поширення в ній генів, що захищають їх від Spiroplasma ixodeti, і не дає самцям почати генетичну “війну” з цим паразитом.
Як це сталося і чи вплинули на цей процес самі мікроби, що живуть усередині клітин данаїд, вчені поки не знають. Розкриття цієї загадки, за їх словами, допоможе зрозуміти, як сильно паразити впливали на еволюцію життя, в тому числі і на людину.