Гриб, уничтожающий популяции непарных мотыльков, создает «облака смерти» из спор, которые могут распространяться более чем на 40 миль, потенциально заражая популяции инвазивных мотыльков, согласно новому исследованию Корнелла.
Это хорошая новость, так как гусеницы непарного шелкопряда (Lymantria dispar) опустошают листья лесных деревьев, особенно дуба и осины, уничтожая леса, сады и имущество на северо-востоке США. В 2016 году гусеницы непарного шелкопряда съели листья с 350 000 акров лесных растений только в Массачусетсе.
Исследование, опубликованное в Интернете 17 августа в журнале Applied and Environmental Microbiology, описывает новый метод отслеживания географического распространения этого переносимого по воздуху насекомого-патогенного грибка из районов вспышки заболевания.
Лучшее понимание расстояний, на которые распространяются эти споры-убийцы, может помочь исследователям сопоставить ареал распространения грибка с погодными условиями, чтобы лучше предсказать, насколько серьезным будет ущерб от непарного шелкопряда в данном году.
"Одна спора может заразить гусеницу непарного шелкопряда и убить насекомое, а после того, как оно погибнет, грибок может использовать тело, чтобы произвести еще миллион спор. Насекомое является огромным источником питательных веществ для образования спор", сказала Энн Хайек, профессор энтомологии и соавтор статьи. Тоня Биттнер, научный сотрудник лаборатории Хайека, является первым автором статьи.
Грибковый патоген (Entomophaga maimaiga) впервые появился в Новой Англии в 1989 году и поражает только непарных бабочек. Споры размером с пыльцу прилипают к гусеницам, когда они проходят по ним. После прикрепления спора использует ферменты, чтобы создать отверстие и проникнуть в тело гусеницы, где механизм маскировки позволяет грибу оставаться незамеченным защитой мотылька. В течение четырех-шести дней грибок размножается, а затем убивает хозяина, после чего новые споры буквально выстреливаются из трупа в воздух, где они разносятся ветром..
С мая по июнь, когда гусеницы непарного шелкопряда питаются и до того, как они окукливаются, грибковый возбудитель может пройти до девяти циклов заражения, при этом количество инфекций резко возрастает. В ходе исследования исследователи обнаружили, что пиковая смертность гусениц, вызванная E. maimaiga, достигает 86 процентов, а это означает, что если вы обнаружите, что 100 гусениц жуют листья в тот день, 86 из них умрут в течение недели..
В прошлом исследователи изучали переносимые по воздуху споры, собирая образцы воздуха на прозрачной поверхности и изучая частицы под микроскопом, что занимало много времени и потенциально было неточным процессом, сказал Биттнер.
Новый метод использует количественную полимеразную цепную реакцию (ПЦР), стандартный метод количественного определения РНК и ДНК. Исследователи разработали ловушку - камеру с отверстием наверху.
«Все, что падает в воздухе, может упасть в эту дыру», - сказал Биттнер. Чашка на дне ловушки содержит буфер, который предотвращает прорастание спор, но сохраняет ДНК каждой споры.
Вернувшись в лабораторию, исследователи отфильтровали содержимое каждой ловушки на частицы размером с пыльцу, а затем измерили количество ДНК E. maimaiga в каждом образце с помощью количественной ПЦР. «Мы обнаружили корреляцию: если ловушка находилась ближе к дефолиантному участку, в ней было больше спор, а дальше - меньше», - сказал Биттнер. «Мы действительно обнаружили споры в ловушке, которая находилась в 70 километрах [43,5 мили] от дефолиантной зоны».