Для многих насекомых симбиоз с бактериями — вопрос жизни и смерти. Но что, если союзника нужно не получить по наследству, а найти самостоятельно, да еще и в строго отведенное время? Именно в такой ситуации оказались клопы-листоножки Leptoglossus zonatus, и новое исследование раскрыло драматические детали этой гонки со временем.
Эти насекомые не получают полезные бактерии Caballeronia от родителей. Молодые нимфы вылупляются высоко в кроне деревьев, где их будущие спасители отсутствуют. Чтобы выжить, крошечным существам размером в несколько миллиметров предстоит опасное путешествие на землю, где обитают бактерии. Но даже добравшись до почвы, клоп должен успеть проглотить симбионта в строго определенный период.
Ученые из Университета Аризоны провели эксперимент, чтобы выяснить цену опоздания. Нимф, достигших второй стадии развития, разделили на группы: одни получали бактерии сразу, другие — с задержкой в 4, 8 или более дней. Результаты оказались впечатляющими. Те, кто обзавелся симбионтом в день линьки или через 4 дня, демонстрировали выживаемость около 86–89%. Задержка в 8 дней снижала этот показатель до 63%.
«Если этим насекомым не удается вовремя приобрести кабальеронию, у них снижается выживаемость, уменьшается вес во взрослом состоянии и увеличивается время развития до зрелости», — объясняет первый автор исследования Лиам Салливан.
Контрольная группа, никогда не получавшая бактерий, показала катастрофические 29% выживаемости. Те немногие, кто выжил, развивались на 57% дольше нормального срока. Задержка в 16 и более дней делала приобретение симбионта практически невозможным. Ученые также обнаружили, что опоздание негативно сказывалось на развитии специализированного органа средней кишки, где должны жить бактерии-партнеры.
Почему же природа создала столь рискованный механизм? Исследователи предполагают, что у такого «внешнего» симбиоза есть преимущество: насекомые получают бактерий, уже адаптированных к местным условиям. Это может повышать их приспособляемость. Однако, как подчеркивают авторы, плата за опоздание крайне высока.
Хотя эксперимент проводился в лаборатории, полевые наблюдения подтверждают: многие особи в дикой природе действительно погибают, не найдя симбионта вовремя. Понимание этого механизма может помочь в борьбе с клопами-листоножками, которые являются серьезными сельскохозяйственными вредителями.
Как философски заметил Салливан: «Жизнь травоядных животных тяжела, и многие умирают молодыми. Приобретение симбионта вовремя — это еще одна экзистенциальная проблема».
Итоги работы опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology.
Изображение: Соломон Хендрикс
