24.04.2012

Насекомые борются с инсектицидами с помощью бактерий

Некоторые клопы научились ускоренными темпами приобретать устойчивость к инсектицидам. Для этого насекомые собирают и расселяют у себя в желудке бактерии, способные расщеплять яды, пишет The Scientist.

Чтобы привыкнуть к инсектицидам, насекомым нужно несколько поколений. Требуемая мутация со временем будет «поймана» и закреплена в геноме с помощью естественного отбора. Насекомые размножаются гораздо медленнее, чем, например, бактерии, поэтому для них не приходится каждый год выдумывать новый яд. Но вот соевый вредитель, клоп Riptortus pedestris, нашёл способ быстрого и эффективного решения проблемы с инсектицидами: их съедают бактерии, обитающие в его кишечнике.

Группа японских исследователей изучала взаимоотношения R. pedestris и бактерий Burkholderia. Личинка клопа собирает эти почвенные бактерии, которые селятся в специальном органе кишечника. Число микроорганизмов может достигать 100 миллиардов, и такое сожительство явно идёт на пользу насекомому: «инфицированный» клоп вырастает более крупным, чем те, кому бактерий не досталось. Но, как пишут учёные в журнале PNAS, некоторые из Burkholderia имеют дополнительное преимущество: они могут использовать инсектицид фенитротион как источник питательных веществ. Если клопу повезло получить эту разновидность, он неуязвим. Обычно такие бактериальные штаммы редки, но присутствие инсектицида сильно повышает их число. Стоит только обработать почву фенитротионом, и всего через месяц доля бактерий, способных его расщеплять, вырастет до 80%.

Соответственно, увеличится и число клопов с устойчивостью к инсектициду. Устойчивость эта не абсолютная, но всё равно крайне высокая: 70% клопов с инсектицид-расщепляющими бактериями выживают после обработки ядом. Для сравнения: из обладателей обычных бактерий выживают 10–20%.

На первый взгляд, такая организация отношений всё равно кажется неэффективной: насекомые не получают симбионта по наследству, а вынуждены всякий раз искать его заново. Но в действительности так даже лучше, поскольку бактерии сохраняют относительную метаболическую самостоятельность. Живи они постоянно в кишечнике у клопов, с ними случилось бы то же, что и с большинством симбионтов: они бы утратили часть своих генов, полностью положившись на хозяев. А так у них сохраняется возможность приспособиться к новым условиям и способность менять метаболические настройки. Так что свободноживущим бактериям проще придумать, что можно сделать с очередным инсектицидом.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. КОМПЬЮЛЕНТА