От пожирателей к смерти
Насекомые-филлофаги являются необходимым элементом лесных экосистем и питаются страницами либо хвоей. Часто создаваемая деревьями фитомасса превосходит количества, нужные для обычной жизнедеятельности, и в этом случае изъятие излишков кроме того полезно для дерева.
Но в случае если количество насекомых очень сильно увеличивается, флора от этого может без шуток пострадать.
Гусеница непарного шелкопряда (Lymantria dispar)
© Александр Ильиных
Не все виды филлофагов способны быстро расширить собственную численность, но это случается за счет последовательности их особенностей: высокой плодовитости, изменчивости организма, кучной откладки яиц. Но в некоторых популяциях распространены болезни, вызываемые направляться вирусами — они употребляются людьми в качестве регуляторов численности насекомых. на данный момент самый полно изучено семейство безвредных для человека бакуловирусов (Baculoviridae) — на их базе уже созданы препараты для биологического контроля массовых видов филлофагов.
Эти микробы способны вызывать среди насекомых эпизоотии — широкое распространение заболевания на громадной территории. Кроме этого Baculoviridae в течение долгого времени сохраняются в окружающей среде и в латентном виде в организме хозяев.
Еще одно их преимущество содержится в узком действии — другими словами бакуловирусы способны поражать один либо пара видов, не навредив вторым представителям экосистемы.
— Минусом препаратов на базе Baculoviridae есть достаточно долгий временной промежуток от момента применения до смерти насекомых, — пояснил на XV съезде Русского энтомологического общества ведущий сотрудник Университета экологии и систематики животных СО РАН профессор биологии Александр Васильевич Ильиных. — Он может составлять от 4—6 до 14—17 дней: другими словами за данный период филлофаги успеют нанести ощутимый ущерб растениям.
Уникальность Baculoviridae в том, что они владеют особыми протеиновыми «оболочками» — матриксами, защищающими вирус от негативных условий среды. Но у него была собственная ахиллесова пята: долгий инкубационный период, что ученые преодолели посредством разработки рекомбинантных штаммов.
Для этого в геном бакуловирусов встроили гены инсектицидных токсинов — яда скорпионов и пауков. Такое новшество во многих случаях существенно уменьшало «период ожидания» бакуловирусов, сохраняя довольно высокую биологическую эффективность и поражая только вредоносных насекомых.
— Помимо этого, было обнаружено, что вирусная зараза может оказывать влияние на гормональный баланс инфицированных особей, — добавил Александр Ильиных. — Так, последовательность бакуловирусов имеет egt-ген, инактивирующий гормон линьки насекомых. Инфицирование гусениц непарного шелкопряда вирусами, содержащими данный ген, приводило к аномальному процессов росту и нарушению линьки насекомых, что выражалось в продлении их возраста.
Это, со своей стороны увеличивает возможность поражения насекомых естественными неприятелями — энтомофагами. Так, паразитические мухи (тахины и саркофагиды) откладывают яйца на гусениц непарного шелкопряда, а вышедшие из яиц личинки мух «пожирают» куколок и гусениц.
Соответственно, чем больше период развития гусениц, тем больше возможность поражения энтомофагами.
Одним из способов преодоления вирусной заразе возможно апоптотический (приводящий к уничтожению инфицированных клеток насекомого) ответ зараженного организма. В случае если встроить в кое-какие Baculoviridae гены-ген и ингибиторы-супрессор, талантливые противостоять апоптозу, филлофаги не смогут защититься от заболевания.
Барьерную функцию для защиты насекомых от проникновения патогенов (а также вирусов) из кишечника в клетки эпителия делает перитрофическая мембрана. Но определенные бакуловирусы справляются и с данной проблемой, по причине того, что содержат так именуемые энхансины — группу белков, талантливых разрушать протеиновый матрикс мембраны, давая тем самым возможность попадать в клетки филлофагов.
— Обычно бакуловирусы смогут долгое время сберигаться в организме насекомого-хозяина в латентном состоянии, — поведал ученый. — Тогда употребляется способ ПЦР (полимеразная цепная реакция): он разрешает диагностировать вирус в минимальных количествах (на уровне единичных копий генов). Для идентификации обстоятельства смертности филлофагов используется рестрикционный анализ вирусной ДНК, чтобы выяснить — это случилось из-за вируса, что был внесен в популяцию, либо в следствии активации скрытого вируса.
Изучение распространения вирусоносительства у непарного шелкопряда посредством ПЦР распознало, что показатели насекомых из новосибирской, свердловской и хабаровской популяций варьировались в весьма широком спектре — от 23 % до 91%. Наряду с этим уровень носительства Baculoviridae у филлофагов был существенно выше, чем смертность — другими словами их наличие не свидетельствует неизбежной смерти хозяев.
Возможно, вирусная ДНК способна всецело либо частично потерять инфекционность, наряду с этим выявляясь в примерах. Помимо этого, развитие бакуловирусов может подавляться механизмами резистентности насекомых к заразе, исходя из этого актуальным для ученых остается вопрос: в течение какое количество генераций вирус сохраняет свойство к заражению?
Кроме другого, ПЦР может использоваться и как диагностика массового размножения у насекомых-филлофагов. Для некоторых видов было обнаружено, что чувствительность личинок к патогенам разной — не только вирусной — природы существенно зависит от фазы вспышки размножения.
Так, биологическая активность вирусов, выделенных в разные фазы вспышки, может существенно изменяться. Это разрешает оптимизировать отбор для поражающих препаратов на базе Baculoviridae.
Источник: Алёна Литвиненко www.sbras.info
ГАРРИ ПОЖИРАТЕЛИ и ПОТТЕР СМЕРТИ — что скрыто за масками?
