Грибковые «облака смерти» — ключ к борьбе с непарным шелкопрядом
Гриб, уничтожающий популяции непарного шелкопряда (Lymantria dispar), создаёт «облака смерти» из спор, которые могут перемещаться более чем на 70 км (43,5 мили), чтобы заразить популяции этих инвазивных бабочек. Это показало новое исследование Корнеллского университета.
Это хорошая новость, поскольку гусеницы непарного шелкопряда опустошают листву лесных деревьев, особенно дуба и осины. В 2016 году только в Массачусетсе они объели листья на 350 000 акрах леса.
Исследование, опубликованное 17 августа в журнале Applied and Environmental Microbiology, описывает новый метод отслеживания распространения этого воздушно-капельного энтомопатогенного гриба из очагов заболевания.
Лучшее понимание расстояний, которые преодолевают споры, поможет соотнести ареал гриба с погодными условиями и точнее прогнозировать ущерб от шелкопряда.
«Одна спора может заразить гусеницу и убить её, а затем использовать тело насекомого для создания миллиона новых спор. Насекомое — это огромный источник питательных веществ», — сказала профессор энтомологии Энн Хайек, соавтор статьи.
Патогенный гриб Entomophaga maimaiga впервые появился в Новой Англии в 1989 году и заражает только непарного шелкопряда. Споры размером с пыльцу прилипают к гусеницам. Попав на тело, спора с помощью ферментов создаёт отверстие и проникает внутрь, где механизм маскировки позволяет грибу избежать защитных систем насекомого. За 4–6 дней гриб размножается и убивает хозяина, после чего новые споры буквально «выстреливаются» из трупа в воздух и разносятся ветром.
С мая по июнь, пока гусеницы питаются, патоген может пройти до 9 циклов заражения, а число инфекций резко возрастает. В ходе исследования пиковая смертность гусениц от E. maimaiga достигла 86%. Это значит, что из 100 гусениц, объедающих листья, 86 погибнут в течение недели.
Ранее споры изучали, собирая пробы воздуха на прозрачную поверхность и исследуя частицы под микроскопом — это трудоёмкий и неточный метод.
Новый метод использует количественную полимеразную цепную реакцию (ПЦР) — стандартный метод для количественного определения РНК и ДНК. Исследователи разработали ловушку — камеру с отверстием сверху, куда попадают частицы из воздуха. Чашка на дне содержит буфер, который предотвращает прорастание спор, но сохраняет их ДНК.
В лаборатории содержимое ловушек фильтровали для отбора частиц размером с пыльцу, а затем с помощью количественной ПЦР измеряли количество ДНК E. maimaiga в каждом образце. «Мы обнаружили корреляцию: чем ближе ловушка к участку с объеденной листвой, тем больше спор, и наоборот. Мы обнаружили споры в ловушке, расположенной в 70 км от такого участка», — сообщила первый автор статьи Тоня Биттнер.