В отличие от других представителей семейства дрозофил, пятнистая муха D. suzukii откладывает яйца в спелые плоды. Биологи из Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) в Мюнхене выяснили сенсорную основу своей способности использовать новую экологическую нишу.
В отличие от большинства видов рода Drosophila, которые откладывают яйца в бродящие плоды, так называемая пятнистокрылая дрозофила, D. suzukii, откладывает яйца в спелые плоды. Эта, казалось бы, незначительная разница в поведении может иметь катастрофические последствия для коммерческих садоводов и превратила этот вид в вредителя сельскохозяйственных культур. Ведь прокол, сделанный яйцекладом самки, способствует заражению, а вылупившиеся личинки питаются мякотью плода. В результате эти инвазии наносят огромный ущерб мягкоплодным культурам, таким как вишня, малина, виноград и клубника. Биологи LMU под руководством профессора Николаса Гомпеля в сотрудничестве с группами доктора Бенджамина Прюдомма (CNRS, Франция) и профессора Илоны Грюнвальд Кадоу (Технический университет, Мюнхен) приступили к изучению генетической основы этого необычного яйцеклетки. поведение укладки. Их выводы опубликованы в последнем номере журнала Current Biology.
Исследователи объединили поведенческие тесты и генетические методы, чтобы определить, как близкородственные виды дрозофилид D. melanogaster, D. biarmipes и D. suzukii выбирают идеальный питомник для своего потомства, каждый по-своему. Опыты показали, что в поисках мест откладывания яиц мухи реагируют на консистенцию плодов, на химический состав поверхности и на характерные запаховые соединения. Другими словами, они используют обоняние, осязание и вкус. Самки D. melanogaster откладывают яйца исключительно в перезревшие и загнивающие плоды. Напротив, D. suzukii реагирует на летучие химические вещества, выделяемые свежесозревшими фруктами, и предпочитает твердую текстуру их кожуры. Самки D. biarmipes менее разборчивы и поэтому более универсальны. В отличие от D. melanogaster, они не ограничиваются гниющими фруктами. Однако из-за анатомии их яйцеклада они могут откладывать яйца только в поврежденные или иным образом размягченные плоды.
Из наших открытий мы пришли к выводу, что в ходе эволюции система восприятия самок D. suzukii претерпевала прогрессивные изменения, позволяя мухам обнаруживать стимулы, типичные для зрелых особей, и предпочтительно реагировать на них, а не на них. перезревшие плоды», - говорит Гомпель. «Мухи могут использовать эту экологическую нишу, потому что у них более крупный и прочный яйцеклад, способный проникать в более жесткую кожицу спелых фруктов. И поведенческая модификация развивалась вместе с изменением яйцекладочного аппарата, - говорит Гомпель. - Кроме того, мы считаем, что увеличенный яйцеклад был вторичным приобретением - сравнимым с адаптивным изменением морфологии зубов у млекопитающих. который также был инициирован в ответ на изменение диеты».
Исследователи теперь планируют изучить генетическую основу изменений в системе восприятия пятнистокрылой дрозофилы. «К ним вполне могут относиться мутации в генах, кодирующих сенсорные рецепторы», - предполагает Гомпель. «В таком случае нам также придется задаться вопросом, как такие изменения повлияли на функции и связь задействованных нервных клеток».