Мухи-дрозофилы готовы к новым микробным партнёрам

Учёные из Института химической экологии Макса Планка исследовали взаимодействие трёх видов рода Drosophila с их естественными пищевыми ресурсами, в частности, с дрожжами, ассоциированными с этими субстратами.

Они обнаружили, что мух привлекают не только дрожжи из их родной среды, но и дрожжи из чужеродных местообитаний. Самки иногда даже откладывали яйца в присутствии незнакомых сообществ дрожжей, хотя выживаемость их потомства там была ниже. Такие процессы в природе могут быть ключевым фактором для заселения новых сред обитания и, в конечном счёте, эволюции новых видов.

Самки принимают решения, негативные для потомства

В поведенческих экспериментах тестировались предпочтения трёх видов мух к дрожжам:

• Saccharomyces cerevisiae (фрукты)
• Pichia cactophila (кактусы)
• Vanrija humicola (грибы)

Мухи не всегда предпочитали дрожжи из знакомой среды. Например:

• Drosophila melanogaster (уксусная муха) предпочитала откладывать яйца на субстрате с дрожжами с кактусов.
• Специализированный на грибах вид Drosophila putrida выбирал для яйцекладки дрожжи с фруктов.

Личинки специализированных видов (на кактусах или грибах) лучше всего развивались на дрожжах из знакомой среды, в то время как дрожжи из незнакомых сред часто приводили к плохому развитию и высокой смертности. В отличие от них, личинки Drosophila melanogaster — вида-генералиста — развивались одинаково хорошо на всех протестированных дрожжах.

Эволюционное значение

Дрожжи помогают мухам разлагать растительный или грибной субстрат, а мухи распространяют дрожжи с экскрементами. Анализы показали, что мухи и дрожжи вместе ускоряют разложение, но специфическое взаимодействие определённого вида мух с его ассоциированными дрожжами не давало особых преимуществ.

Маркус Кнадэн, руководитель исследования: «Наши результаты показывают, что мухи с широким спектром хозяев были более терпимы к разным дрожжам. Интересно, что мухи не особо заботились о том, какие дрожжи присутствуют при откладке яиц, в то время как вылупившиеся личинки часто могли расти только на тех дрожжах, с которыми они столкнулись бы в природе».

Если личинки выживают на новом хозяине и его специфических дрожжах, это может позволить мухам адаптироваться к новым средам, что может привести к эволюции новых видов.

Сара Кёрте, первый автор: «Эволюционный успех Drosophila может быть связан со способностью быстро адаптироваться к новым местообитаниям. Микробные сообщества, ассоциированные с насекомыми, могут быть эволюционными ключами, открывающими новые двери и пути для завоевания неизвестных сред и установления новых экологических ниш».

Исследование опубликовано в журнале Oikos.