Когда плодовые мушки болеют, их потомство становится разнообразнее

Новое исследование Университета Северной Каролины и Рид-колледжа показывает, что при атаке паразитов или бактерий плодовые мушки производят потомство с большей генетической изменчивостью. Эта дополнительная изменчивость может повысить шансы потомства на выживание при встрече с теми же патогенами. Результаты демонстрируют, что родители могут целенаправленно изменять генотипы своего потомства.

Половые клетки плодовых мушек обычно гаплоидны (содержат один набор хромосом). В процессе мейоза самки производят яйцеклетки с одним набором хромосом. Каждая хромосома в наборе может быть копией материнской, отцовской или их смесью в результате рекомбинации. В норме у потомства есть:

• 25% шанс получить материнскую копию хромосомы,
• 25% шанс получить отцовскую копию,
• 50% шанс получить рекомбинантную хромосому.

В условиях новых угроз (например, от паразитов или патогенов) может быть выгодно иметь потомство с более рекомбинантными хромосомами. У такого потомства будет больше новых комбинаций аллелей, что повышает шансы, что некоторые из них будут лучше приспособлены к угрозам.

Исследователи подвергли плодовых мушек воздействию двух видов патогенных бактерий и паразитической осы Leptopilina clavipes (откладывает яйца в личинок мушек).

Результаты, опубликованные в Science, оказались неожиданными. Самки, пережившие инфекцию бактериями или осой, производили значительно большую долю рекомбинантного потомства по сравнению с контрольной группой незаражённых мух. Выжившие матери делали своё потомство более разнообразным.

«Мы считаем, что это пример так называемого искажения передачи. В данном случае что-то сигнализирует этим самкам производить более высокую долю потомства с рекомбинированными хромосомами, чем обычно», — говорит Надя Сингх. — «Результат — они, образно говоря, делают генетическую ставку на разные варианты. Создание множества очень разных потомков означает, что хотя бы некоторые из них могут быть генетически лучше подготовлены к будущим угрозам».

Ещё более интересным стало открытие, что этот сигнал может передаваться, даже когда самка подвергается угрозе на стадии личинки — задолго до начала производства яиц (и связанной с этим хромосомной рекомбинации).

«Интересно, что стресс, возникающий на ранних стадиях развития, может влиять на репродуктивный аппарат хозяина позже в жизни — мы пока не знаем, что представляет собой сигнал инфекции или как он сохраняется через метаморфоз», — говорит Тодд Шленке. «И нет причин полагать, что такая репродуктивная реакция на инфекцию уникальна для мух», — добавляет Сингх. — «Мы хотим узнать, делают ли это другие виды, потому что это представляет собой новый способ, с помощью которого родители могут влиять на потенциальную приспособленность своего потомства».