Паразитоидные осы могут "считать" скрытых конкурентов с помощью вкусовых рецепторов

Паразитоиды — это насекомые, откладывающие яйца внутри других насекомых (хозяев). Новое исследование показывает, что яйцекладущие паразитоиды способны различить наличие в хозяине нуля, одного или двух ранее отложенных яиц конкурентов.

Яйцо паразитоида развивается в личинку, которая потребляет внутренние ткани хозяина (часто гусеницы). В итоге хозяин погибает, и из его оболочки появляется новый паразитоид. Ключевое решение для самки — выбрать подходящего хозяина и избежать конкуренции с уже возможным паразитоидом внутри него. Так называемые одиночные виды паразитоидов должны откладывать только одно яйцо в хозяина, так как в нём может развиться лишь одна особь. Это поведение "различения хозяев" хорошо изучено.

Как паразитоид обнаруживает, что хозяин уже заражён? Ещё в 1970-х годах исследователи предположили, что для этого используются сенсорные органы на яйцекладе (овопозиторе), своего рода инъекционной игле. В 1972 году на самом кончике овипозитора паразитоида Leptopilina heterotoma были обнаружены крошечные структуры, похожие на вкусовые почки, — целоконические сенсиллы.

В совместном проекте Политехнического университета Марке (Анкона, Италия) и Вагенингенского университета (Нидерланды) одну такую вкусовую почку стимулировали гемолимфой (кровью) непаразитированных, один раз и дважды паразитированных личинок дрозофилы. Были записаны нейронные сигналы от клеток в сенсилле, которые показали, что сигналы, отправляемые в мозг насекомого, различаются в зависимости от наличия в хозяине нуля, одного или двух яиц паразитоида.

Впервые продемонстрировано, что количественные характеристики нейронных ответов на эти образцы крови значимо различаются. Это означает, что различение хозяев кодируется вкусовыми рецепторными нейронами в целоконической сенсилле овипозитора. Активности трёх из шести нейронов в сенсилле достаточно для такого различения, что подтверждает гипотезу: самки ос L. heterotoma используют ансамблевый код для определения статуса заражённости хозяина.

Таким образом, паразитоиды — крошечные насекомые размером всего 2 мм с ещё более крошечным мозгом — могут "считать" яйца с помощью сенсорного кодирования.

Паразитоиды не только обладают удивительной биологией, но и крайне эффективно используются для борьбы с насекомыми-вредителями на сельскохозяйственных культурах, что значительно снижает потребность в пестицидах. Еженедельно во всём мире производятся и выпускаются миллионы паразитоидов для защиты овощных, плодовых, цветочных культур, кукурузы, сахарного тростника, сои и цитрусовых.