Конкурирующие штаммы патогенов меняют динамику заболевания растений

Эпидемии, вызванные коинфекцией (одновременным заражением) несколькими штаммами патогена в популяции растений, протекают тяжелее, чем эпидемии от одиночных штаммов.

Растение может быть заражено несколькими штаммами одновременно, каждый из которых стремится к оптимальному выживанию и размножению. Эта конкуренция может происходить за счёт благополучия хозяина, так как более высокая скорость эксплуатации ресурсов растения может увеличить его смертность.

Академический исследователь Анна-Лииса Лайне из Хельсинкского университета объясняет этот парадокс: «Быстрая эксплуатация хозяина может быть выгодна при коинфекции, когда штаммы конкурируют за одни и те же ограниченные ресурсы. Штаммы, которые "играют честно", проигрывают тем, кто быстрее истощает хозяина».

Исследование взаимодействия между подорожником ланцетолистным (Plantago lanceolata) и его патогеном, мучнистой росой, показало, что коинфекция несколькими штаммами одного патогена широко распространена в природе: более половины популяций патогена существуют в условиях коинфекции.

Эксперименты и полевые наблюдения показали, что популяции растений с коинфекцией страдают от более тяжёлых эпидемий по сравнению с теми, где присутствует только один штамм. Эксперимент по отлову спор подтвердил, что изменение эпидемиологической динамики объясняется более высокой скоростью производства спор при коинфекции.

Эти результаты подтверждают классические прогнозы о том, как динамика инфекции может фундаментально меняться при коинфекции. Исследование также подчёркивает важность учёта коинфекции, которая может варьироваться в пространстве и времени, при разработке мер по предотвращению заболеваний.

«Мы обнаружили, что коинфекция разными штаммами одного вида патогена полностью меняет динамику заражения. Эти результаты лишь слегка приоткрывают сложность инфекционной динамики при коинфекции. В нашей текущей работе мы выявили, что популяции подорожника в Финляндии содержат сотни вирусов. Сейчас мы изучаем, как это внутрирастительное сообщество патогенов влияет на динамику инфекции для широкого спектра видов патогенов», — говорит Анна-Лииса Лайне.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.