Грибковая инфекция снижает температурную толерантность и меняет поведение насекомых

Новое исследование показывает, что заражённые насекомые, подобно людям, могут избегать экстремальных температур, и это поведение может быть вызвано самим патогеном.

Международная команда учёных обнаружила, что заражение грибком (штамм Beauveria) снижает термоустойчивость тли (Acyrtociphon pisum) и её хищника — божьей коровки (Hippodamia convergens) — более чем на 40°F по сравнению со здоровыми особями. Это влияет на их поведение и может иметь последствия для взаимодействия хищник-жертва в условиях изменения климата. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

Методология исследования

• Насекомых (тлю и божьих коровок) выращивали на растениях конских бобов (Vicia faba L.).
• Половину особей обработали низкой и высокой дозой спор грибка, другая половина осталась контрольной группой.
• Через два дня после инокуляции измерили физиологические параметры: критический температурный максимум и минимум, добровольное воздействие экстремальных температур и энергетические затраты.
• Для измерения термоустойчивости насекомых помещали на горячую плиту, повышая температуру со скоростью 32°F в минуту, и фиксировали точку, в которой они переворачивались и не могли вернуться в нормальное положение за 5 секунд. Аналогично тестировали холодоустойчивость, понижая температуру.
• Для изучения поведения использовали тестовую арену, где насекомые могли свободно перемещаться между зонами с экстремальными температурами к контейнерам с едой.

Ключевые результаты

• Снижение термоустойчивости: У заражённой тли и божьих коровок переносимость жары снизилась на 44°F и 40°F соответственно.

• Снижение холодоустойчивости: Наблюдалось только у божьих коровок.

• Снижение выживаемости: Выживаемость заражённых тлей и жуков значительно снижалась при воздействии как высоких, так и низких экстремальных температур.

• Изменение поведения:

  • Почти 50% тлей с низкой грибковой нагрузкой отказались пересекать зоны с экстремальными температурами.
  • Среди тлей с высокой нагрузкой этот показатель составил 70%.
  • Процентные соотношения для божьих коровок были схожими.

Значение исследования

По словам профессора Эдварда Раджотта (Penn State), патогены влияют на переносимость насекомыми экстремальных температур. Поэтому, чтобы понять реакцию организма на изменения среды, нужно изучать не только вид насекомого, но и его патогены.

Исследователи предполагают, что грибок может манипулировать физиологией и поведением хозяина в пользу своей вирулентности, поскольку его собственные температурные пороги уже, чем у насекомых-хозяев.

Как отметила Мици Поррас (Penn State), это первое наблюдение, когда инфекция смещает поведенческую реакцию и хищника, и жертвы так, что снижает их воздействие на жару. Такие изменения могут влиять на взаимодействие хищник-жертва, структуру пищевых сетей и распределение видов.

Профессор Йеспер Сёренсен (Aarhus University) добавил, что работа показывает сложность взаимоотношений патогена и хозяина, открывая новое важное измерение в экологии.