Как грибы убивают личинок комаров Aedes под водой

Исследование, опубликованное 7 июля в PLOS Pathogens, показывает, что атака энтомопатогенных грибов на водных личинок комаров Aedes — особенно быстрый и эффективный метод борьбы с ними.

Комары Aedes переносят вирусы денге, Зика и чикунгунья, против которых пока нет вакцин или методов лечения. Контроль над насекомыми-переносчиками — единственный способ снизить передачу, и он в основном зависит от применения химических пестицидов. Существуют опасения по поводу их влияния на здоровье и окружающую среду, а также развития и распространения резистентности среди популяций комаров. Биологический контроль с использованием патогенов насекомых является привлекательной альтернативой.

Исследователи во главе с Тариком Баттом из Университета Суонси (Великобритания) изучили, как бластоспоры гриба Metarhizium brunneum атакуют и убивают личинок комаров в их естественной среде — в пресной воде. Они обнаружили, что бластоспоры M. brunneum убивают личинок Aedes намного быстрее, чем конидии того же гриба.

Эффективное уничтожение было связано с особыми характеристиками взаимодействия бластоспор с хозяином:

• Бластоспоры легко прилипают к кутикуле личинки. Этому способствует секреция грибом густой слизи, нерастворимой в воде, которую трудно удалить как механически, так и с помощью детергентов.
• После прикрепления бластоспоры легко проникают через кутикулу, не образуя специализированных структур (аппрессориев), которые используют другие грибы.
• Водные бластоспоры также поглощаются личинками, быстро проникают в кишечник и оттуда вторгаются в гемолимфу (аналог кровотока).

Конидии тоже могут атаковать личинок, но они не прилипают к кутикуле и полагаются на индуцированный протеазами стресс для уничтожения личинок. Вторжение же бластоспор может происходить даже в присутствии ингибиторов протеаз.

Уже через несколько часов после прикрепления бластоспор к кутикуле у личинок активируются сложные иммунные и стрессовые реакции. Однако эти защиты недостаточны, и личинки погибают в течение 12–24 часов после первого контакта.

Авторы резюмируют, что «множественные точки входа и серьезные повреждения кутикулы и кишечника [бластоспорами] приводят к быстрой гибели личинок». «Конидии, с другой стороны, — говорят они, — не прилипают к кутикуле и не прорастают в кишечнике, но вызывают [...] стрессовую смертность, которая занимает немного больше времени».

Поскольку бластоспоры также дешевы и быстро производятся в жидких питательных средах, исследователи приходят к выводу, что «бластоспоры [...] обладают большим потенциалом для контроля личинок Ae. aegypti».