Вирус обманывает насекомых-переносчиков приманкой

Распространённый растительный вирус привлекает тлей к заражённым растениям, делая их более привлекательными. Однако, попробовав растение на вкус, насекомые быстро покидают его в поисках более здоровых. В этом процессе насекомые быстро передают заболевание, согласно энтомологам из Penn State.

"Вирус улучшает сигналы, которые насекомые используют для поиска пищи, усиливая определённые аспекты признаков, уже присущих растению", — сказал Марк К. Мешер, доцент энтомологии. "В данном случае они, по-видимому, усиливают запаховый сигнал, не меняя его".

Этот тип изменения хозяина имеет значение не только для сельского хозяйства. Если патогены могут изменять хозяев для повышения эффективности передачи, они могут делать это и при таких передаваемых насекомыми заболеваниях человека, как малярия или лихорадка денге.

Некоторые растительные вирусы заманивают насекомых на заражённые растения, где те проводят время, и вирус проникает в организм насекомого. Затем, перелетев на другое растение, насекомое передаёт вирус. Это персистентный способ передачи, так как насекомое будет заражать все последующие растения, которыми питается. Однако для этого насекомым необходимо провести значительное время на исходном заражённом растении.

Исследователи изучают вирус огуречной мозаики, потому что он не является персистентным. Насекомые подхватывают вирус при первом же укусе листа. Вирус химически связывается с ротовыми частями, и когда насекомое питается на другом листе, вирус передаётся, но в большинстве случаев только первому растению, а не последующим, что делает его неперсистентным вирусом. Они сообщили о своих выводах в онлайн-версии Proceedings of the National Academy of Sciences на этой неделе.

"Вирусы, подобные этим (неперсистентным), используют другую систему для обеспечения передачи", — сказала Керри Э. Мок, аспирант кафедры энтомологии. "Они не были изучены так же тщательно, как персистентные системы".

Тли передают вирус огуречной мозаики, который заражает всё семейство тыквенных. Исследователи изучили два вида тлей, способных передавать вирус: один предпочитает тыквенные, но ест и другое, а другой предпочитает репу, но также ест тыквенные. Они использовали специальную арену для насекомых, разработанную для тестирования реакции тлей на запахи растений. Тли не могли видеть или садиться на растения, поэтому у них не было цветовых или вкусовых сигналов. Насекомые имели доступ только к химическим веществам, выделяемым растениями в окружающий воздух.

"Мы хотели посмотреть, где они собираются чаще всего", — сказала Мок. "Они тяготели к заражённым растениям, а не к здоровым".

Затем Мок, Мешер и Консуэло Де Мораес, доцент энтомологии, проверили, на каких растениях тли лучше всего размножаются. Они обнаружили, что тли размножались хуже на заражённых растениях, чем на здоровых.

Далее исследователи проверили, как долго тли остаются на заражённых или здоровых растениях. Хотя больные растения изначально привлекали тлей, вероятно, из-за усиленных запаховых сигналов, насекомые оставались на здоровых растениях гораздо дольше.

"Мы продемонстрировали наличие сигналов привлечения в сочетании с отпугивающей реакцией при поедании растения", — сказала Мок. "Мы использовали два вида тлей, чтобы убедиться, что это не случайность, что один вид ведёт себя именно так".

Исследователи не проводили временного исследования, чтобы выяснить, сколько тлей фактически посещает больные и здоровые растения с течением времени. Все исследования пока были лишь моментальным снимком во времени. Они протестировали больные растения и установили, что они производят гораздо больше летучих химических веществ, чем здоровые, но эти химические вещества такие же, как и у здоровых растений.

"Если бы вирусы заставляли больные растения производить изменённые летучие сигналы, то насекомые могли бы научиться распознавать запах больных растений и избегать их", — сказал Мешер. "Поскольку вирус лишь увеличивает количество химических веществ, у насекомых может не быть способа отличить больные растения от здоровых, пока они не начнут питаться ими".

Мешер отмечает, что команда работает над аналогичными вопросами в системах заболеваний человека.

"Мы знаем, что люди, заражённые малярией, более привлекательны для комаров, переносящих малярию", — сказал Мешер. "Мы не знаем, применимы ли те же принципы, что и для вируса огуречной мозаики, к малярии, но мы над этим работаем".