Впервые открыто изменение касты насекомых паразитами

Учёные впервые обнаружили, что паразиты могут не просто менять поведение своих хозяев, но и лишать социальных насекомых касты — возводить обычных рабочих особей до уровня королев. Отношения бумажных ос и представителей вида Xenos vesparum вообще отличаются от других примеров паразитизма своей запутанностью.

Энтомологи семь лет наблюдали за здоровыми и заражёнными особями (эта оса носит в себе сразу пятерых паразитов), проверяли их размеры, симметрию крыльев, развитие яичников и запасы жиров (фото Eug?ne Vandebeulque).

Энтомологи из Италии и США исследовали влияние паразита X. vesparum на бумажных ос вида Polistes dominula, странное поведение которых было известно им давно. Инфицированные особи бросали свои непосредственные обязанности и отправлялись в длительные путешествия, кто-то умирал, а кто-то снова возвращался в родные и чужие ульи.

Выяснилось, что весной отдельные рабочие осы заражаются личинками паразитов, которые прячутся на нижней стороне листьев, а иногда присутствуют и внутри колонии. Паразит проникает внутрь брюшка насекомого, где питается кровью хозяина.

Постепенно личинка становится всё крупнее и крепче, в то время как оса хоть и растёт, но во многом отстаёт от своих собратьев. Другие рабочие осы добывают пропитание, заботятся о подрастающем поколении, чинят улей и защищают колонию, а заражённые особи бесцельно шатаются по улью и полностью теряются для окружающего социума.

Ранним летом, когда весь улей работает на благо колонии, создания с паразитами внутри покидают дом и отправляются к определённым местам сборов. И когда в одном таком набирается достаточно ос, у X. vesparum начинается период размножения. (Осы к тому времени давно и безнадёжно бесплодны.)

Выросшие и окрылённые самцы паразитов выходят из тел хозяев и спариваются с самками, которые лишь частично показываются из брюшек других ос, пишет Wired.

По часовой стрелке: (a) — заражённая самка P. dominulus; (b) — две личинки X. vesparum, торчащие из её брюшка; (c) — самец X. vesparum; (e) — самка X. vesparum; (d) головы двух самок паразитов, выступающие из брюшка осы (иллюстрации Beani et al./Animal Behaviour).

Осы, внутри которых росли самцы, после этого, как правило, погибают (чаще всего от инфекции, проникающей в их организм через оставленные отверстия). Осы с самками остаются в живых, они собирают еду, как королевы растут в размерах. Поздней осенью они отправляются на зимовку в подходящие места (такое поведение также свойственно только королевам ос — большая часть ульев зимой вымирает).

«Паразиты каким-то образом заставляют рабочих ос вести себя, как королевы, но при этом они ими не являются, ибо бесплодны», — рассказывает один из авторов работы Фабио Манфредини (Fabio Manfredini) из университета Пенсильвании.

Весной настоящие королевы отправляются строить гнёзда, а заражённые особи тем временем выжидают, внутри них заканчивается созревание потомства X. vesparum. Проходит ещё немного времени, и они покидают места зимовки. Одни отправляются на поиски пищи, разбрасывая подрастающих паразитов по округе (и в частности, оставляя их под листьями растений), другие – среди дня навещают ульи.

В это время настоящие королевы улетают за пропитанием, а защитников колонии ещё нет (они не успели вырасти). Заражённые осы ползают по улью, разбрасывая опасный «груз» из молодых личинок. «Они по-прежнему полностью анархичны», — добавляет Фабио. Цикл замыкается.

Учёные неоднократно описывали, как паразиты подчас меняют поведение и даже внешний вид своих хозяев. Так, осы делают гусениц зомби, муравьи превращаются в «ягоды» и покоряются песням бабочек, паразиты влияют на пол пауков. Однако впервые биологи описали изменение касты, отказ заражённых социальных насекомых от функций, определяемых генетикой.

Прежде чем появился такой сложный жизненный цикл, наверняка прошло много лет совместной эволюции. Манфредини надеется, что в будущем ему и его команде удастся разузнать, вызывает ли заражение X. vesparum генетические изменения, которые позволяют паразиту контролировать хозяина.