Solanum lycopersicum

Wikimedia Commons

Біологи з Університету Кембриджу і Ротамстедської дослідної станції виявили незвичайний приклад того, як паразитизм може перетворюватися у взаємовигідну співпрацю. Виявилося, що один з вірусів рослин здатний змінювати метаболізм в помідорах, роблячи їх більш привабливими для запилювачів. Однак ці зміни вигідні і для самого паразіта- за рахунок співпраці пригнічується поширення рослин, стійких до вірусу. дослідження опубліковано в журналі PLoS Pathogens, коротко про нього повідомляє прес-реліз університету.

Автори вивчали, як впливає зараження вірусом мозаїки огірків (cucumber mosaic virus, CMV) на привабливість для запилювачів рослин двох видів - томатів Solanum lycopersicum і резуховидки Таля Arabidopsis thaliana. Для цього біологи поміщали на спеціальній арені по п'ять рослин - здорових і заражених - і стежили за тим, до яких з них будуть частіше підлітати джмелі Bombus terrestris. Рослини попередньо покривали непрозорими пористими ковпаками, що пропускають повітря, але не дозволяють комахою торкатися до квіток.

У разі резуховидки джмелі однаково часто вибирали здорові і хворі рослини. Однак в експерименті з томатами біологи помітили, що запилювачі вибирали заражені рослини майже в три рази частіше, ніж здорові, причому така картина спостерігалася як для квітучих, так й у в повному квітучих рослин.

Частота, з якою джмелі вибирали рослини в експериментах. Вибір з двох варіантів: здорові рослини і уражені вірусом або ж рослини, уражені звичайним і мутантом вірусом

Simon C. Groen et al. / PLoS Pathogens, 2016

Щоб пояснити результати експерименту, дослідники провели кілька додаткових дослідів. Зокрема, вчені заразили томати мутантним вірусом, у якого був вилучений ген, який відповідає за придушення РНК-інтерференції (механізму захисту клітини від вірусів). Виявилося, що в цьому випадку джмелі майже не відрізняли заражене рослина від здорового. Більш того, при виборі між томатом, ураженим звичайним вірусом, і томатом, ураженим мутантом, джмелі в два рази частіше вибирали рослина зі звичайним вірусом.

Автори також порівняли кількості летючих речовин в здорових і уражених рослинах за допомогою газової хроматографії. Виявилося, що в сухій речовині томатів, уражених вірусом мозаїки огірків, набагато більше пинена і цімена - речовин, які добре знайомі комахою. Зокрема, пінени використовуються в хімічній комунікації між комахами.

Результат хроматографічного аналізу, зокрема, зліва - відмінності в складі летких речовин, вироблених здоровими і ураженими рослинами.

Simon C. Groen et al. / PLoS Pathogens, 2016

За словами біологів, такий «побічний ефект» зараження вигідний не тільки рослині, а й самому вірусу. Математичне моделювання показало, що якщо в популяції є особини, стійкі до вірусу, то переважне запилення заражених рослин не дозволить стійким особинам повністю витіснити нестійких.

Раніше було відомо що вірус мозаїки огірків робить рослини більш привабливими для інших паразитів, наприклад попелиць. Це також пов'язано зі змінами в метаболізмі. Однак вплив вірусу на комах-запилювачів вивчено не було.

Вперше вірус був виявлений в огірках, завдяки чому і отримав таку назву. Пізніше вчені з'ясували, що він вражає набагато більшу кількість рослин: від динь і бобів до томатів і моркви. Він викликає серйозні зміни в метаболізмі рослин і може знижувати їх врожайність. Зовні вірус проявляється у вигляді плям на листках і плодах, а його основний переносник - попелиця.

Раніше хіміки з Університету Індіани розробили методику для ізоляції та захисту вірусу, родинного мозаїці огірка, - мозаїки багаття. Вона полягає в будівництві навколо віріона металлорганические каркаса мономолекулярної товщини. Ще один відомий «родич» - тютюнова мозаїка, часто використовувана нанотехнологій за здатність до самосборке.

Володимир Корольов