Может ли одна бактерия поставить стрекоз в затруднительное положение?

Многие виды насекомых расширяют свои географические ареалы в ответ на изменение климата. В северном полушарии большинство видов движутся на север, спасаясь от потепления на юге.

Колонизация новой среды обитания начинается с небольшого числа особей-основателей. Следовательно, новые популяции обычно генетически беднее, чем центральные популяции.

Другие факторы также могут привести к потере генетического разнообразия. Одним из них может быть распространение симбиотической бактерии Wolbachia у довольно распространённой стрекозы — лютки-невесты (Ischnura elegans).

Wolbachia — обычная эндосимбиотическая бактерия у насекомых, естественным образом присутствующая более чем у 40% всех видов насекомых в мире. Она широко распространена в популяциях стрекоз в Западной Европе и Фенноскандии, но менее обычна в Восточной Европе и Средиземноморье.

"Лютка-невеста была объектом более 6000 научных исследований, но до сих пор никто не изучал, является ли этот вид хозяином эндосимбиотических бактерий. Это важно, потому что если симбионты остаются скрытыми в этой системе, исследования могут приписывать некоторые результаты непосредственно экологии или эволюционной биологии хозяина, тогда как на самом деле они связаны с бактерией и лишь косвенно — с хозяином", — говорит автор исследования, магистр наук Junchen Deng.

В новом исследовании учёные использовали генетические маркеры, чтобы показать, что популяции Ischnura elegans, заражённые Wolbachia, были генетически менее разнообразны, чем незаражённые популяции.

"Более того, сниженное генетическое разнообразие наблюдалось не только у популяций на окраине ареала вида, но и у центральных популяций", — объясняет доктор Anne Duplouy.

Инфекция Wolbachia часто полезна для заражённых самок насекомых и может привести к вымиранию незаражённых линий хозяина.

"Цель симбионта крайне эгоистична: он должен распространиться в популяции хозяина. Микробные симбионты выработали огромное разнообразие фенотипов для улучшения своего распространения. Например, они могут убивать братьев, чтобы высвободить пищевые ресурсы для сестёр, делать заражённых самцов несовместимыми с незаражёнными самками, превращать самцов в самок, повышать устойчивость заражённых самок к патогенам, таким как вирусы, и так далее", — описывает Anne Duplouy.

В отношении стрекоз и Wolbachia многое ещё неизвестно.

"У нас до сих пор нет чёткого представления о том, как бактерия манипулирует заражёнными стрекозами в свою пользу. Но, возможно, что более важно, это исследование показывает, как бактерия может влиять на успех своего хозяина в побеге и выживании в меняющейся среде", — отмечает профессор эволюционной биологии Erik Svensson.

"Действительно, если исходная популяция уже имеет низкое генетическое разнообразие, например, из-за скрытого фактора, такого как инфекция Wolbachia, успех новой колонизации может быть снижен. А это ведёт к снижению способности вида-хозяина расширять свой ареал и спасаться от изменения климата в своих родных местообитаниях", — заключает Anne Duplouy.