Головные вши были стигматизированы, быстро вызывая в воображении образы зараженных школьников и родителей, расчесывающих свои волосы. Эта социальная стигма затрагивает многих из примерно 14 миллионов человек, которые ежегодно заражаются только в США.
Тем не менее, эти кровососущие вши имеют долгую и сложную эволюционную историю, связанную с людьми и другими млекопитающими. Всего насчитывается 532 вида кровососущих вшей, и каждый вид паразитирует на одном или нескольких видах млекопитающих. В прошлом ученые использовали в своих интересах тесную связь вшей с их хозяевами, чтобы подойти к вопросам эволюции человека. В настоящее время исследования переходят к бактериям, связанным с этими вшами.
Оказывается, кровососущие вши сами являются хозяевами симбиотических бактерий. Эти бактерии, которые передаются по материнской линии, способствуют развитию паразитизма, снабжая вшей необходимыми витаминами группы В.
Теперь ученые Брет Бойд и др. стремились лучше понять эволюционную историю бактерий, обитающих во вшах. В этом исследовании они видят, что эволюция бактерий обусловлена ассоциациями со вшами, а эволюция вшей связана с их хозяевами-млекопитающими.
Boyd et al. секвенировали геномы симбиотических бактерий человеческих вшей, а также близкородственных вшей шимпанзе, гориллы и красного колобуса. Эти данные позволили по-новому взглянуть на эволюционное древо этих симбиотических бактерий. Они обнаружили монофилетическое дерево с одним стволом, что позволяет предположить, что бактерии постоянно ассоциировались со вшами на протяжении миллионов лет.
«Наши результаты отличаются от предыдущих результатов и поддерживают монофилию вместо замены симбионтов», - сказал Бойд. Ближайший бактериальный родственник - симбиотический бактериальный вид, обнаруженный в мухе цеце, другом питающемся кровью паразите.
«Мы обнаружили, что эволюционное дерево бактерий отражает филогенетические закономерности, наблюдаемые у вшей», - сказал Бойд. «У человеческих головных и платяных вшей есть отдельные клады, идентифицированные по их митохондриальным гаплотипам; возможно, это результат обмена вшами современных и вымерших гоминидов. Мы обнаружили, что бактериальное дерево следует этим эволюционным закономерностям». Бойд также отметил, что «конгруэнтность между эволюционными деревьями вшей и симбиотических бактерий можно проследить до 20-25 млн лет назад, когда вши, паразитирующие на обезьянах, отделились от общего предка вшей-гоминидов».
Исследуя геном симбионта вши, они обнаружили внехромосомную область, называемую плазмидой. Эта плазмида кодирует гены, необходимые для синтеза питательных веществ, критически важных для симбиоза. Основываясь на ассоциациях со вшами, авторы считают, что эта плазмида возникла между 17-25 миллионами лет назад. Бойд сказал: «Мы подозреваем, что эта плазмида возникла в результате реорганизации симбионтного генома у общего предка человека и других гоминидных вшей.«Они пришли к выводу, что результаты этого исследования имеют значение для эволюции генома симбионтов.
Несмотря на то, что вши очень злобны, они предоставили огромное количество научной информации. Поскольку изучаемые здесь симбиотические бактерии связаны с известной историей эволюции между вшами и приматами, это делает систему идеальной для изучения эволюции бактериального генома. - сказал Бойд.