Генетические воры или «Чужой» для богомолов: как паразиты управляют поведением с помощью краденой ДНК
Среди причуд природы существуют совершенно неопасные для людей черви-волосатики. Из-за внешнего вида в народе их зовут «живой волос» или «конский волос». В донаучной древности люди действительно верили, в частности, что эти животные представляют собой ожившие конские волосы. И опасались, что эти твари заберутся человеку под кожу при купании в пруду.
Несмотря на неприятную наружность — копошащаяся нить или клубок нитей длиной по 30–40 сантиметров — на людей волосатики не нападают. Более того, их присутствие в водоёмах говорит об экологической чистоте воды.
По образу существования, строго говоря, «живой волос» даже не паразит, а паразитоид. В отличие от паразитов паразитоиды хозяина живым не отпускают. Эта зловещая повадка сделала фантастических паразитоидов героями компьютерных игр и фильмов. Именно таковы по сути хедкрабы в серии игр Half-Life и неубиваемые Чужие в одноимённой кинофраншизе. В общем, для насекомых волосатики — просто погибель.
Команда биологов из Центра исследований динамики биосистем что в японском институте RIKEN обнаружила, что паразитоиды манипулируют своими хозяевами, заимствуя их наследственную информацию, вероятно, за счёт явления, известного как горизонтальный перенос генов. Удивительные выводы о хитростях природы опубликовали в журнале Current Biology («Современная биология»).
Многие паразиты и паразитоиды управляют поведением своих хозяев ради собственного выживания и размножения. Червь «конский волос» оказался примером с очень изощрённым контролем поведения. Волосатики рождаются в воде и в личиночном возрасте «автостопят» по пути на сушу таких насекомых, как подёнки. На суше цель личинок — быть проглоченными сверчком или богомолом.
Достигнув новых — и окончательных — хозяев, они начинают расти и манипулируют поведением хозяина. Созревший «живой волос» в конце концов побуждает своего кузнечика или богомола прыгнуть в воду, чтобы хозяин погиб, а взрослый волосатик мог заняться размножением.
Предыдущие исследования показали, что черви-волосатики перехватывают бразды правления своими хозяевами — вместо здоровых инстинктов — и побуждают тех двигаться к воде. Учёные полагают, что это достигается с помощью молекул, которые имитируют вещества нервной системы хозяев. Но как именно паразитоиды «додумались» до такого вида молекулярной мимикрии, долгое время оставалось загадкой.
В поисках разгадки японские исследователи проанализировали экспрессию генов (выделение активных веществ, функциональных белков) всего организма «конского волоса» до, во время и после понукания хозяином-богомолом. (Хочется усомниться, это кто из них ещё хозяин, но против терминов не пойдёшь). Биологи обнаружили более 3000 генов волосатиков, которые экспрессировались больше, когда хозяев требовалось «подстегнуть», куда надо, и 1500 генов червей, которые работали в меньшей степени. С другой стороны, экспрессия генов в мозге богомола не изменилась, и фактически её нельзя было отличить от экспрессии генов у здоровых, не червивых, богомолов. Наблюдения указали на то, что волосатики вырабатывают собственные белки для манипулирования нервной системой своих хозяев, а точнее, всё-таки, кормильцев и марионеток.
Затем учёные через базу данных белков выяснили происхождение генов, которые «живые волосы» используют для управления богомолами.
— Таппеи Мишина, руководитель исследований.
Горизонтальный перенос генов — это биологический процесс, при котором гены передаются от одного организма к другому, но не путём размножения. Это может иметь значительные эволюционные последствия, позволяя организмам быстро приобретать новые гены или функции, потенциально помогая им адаптироваться к новым условиям или образу жизни.
Дальнейший анализ подтвердил гипотезу, что наблюдаемая у паразитоидов молекулярная мимикрия, то есть маскировка, — это, скорее всего, результат горизонтального переноса генов от богомолов. Так, удалось обнаружить, что более 1400 генов волосатиков совпадают с генами богомолов. И это на фоне того, что таких биологические веществ или вовсе нет у других видов волосатиков, которые не живут в богомолах, или они сильно отличаются. Таким путём учёные пришли к выводу, что многочисленные выявленные «камуфляжные» гены — вероятный результат неоднократного горизонтального переноса генов от различных видов богомолов в ходе эволюции волосатиков. И такие гены связаны с воздействием на нервную систему, на тяготение к свету, то есть к блеску водоёмов, и циркадными ритмами, то есть зависимостью поведения от времени суток. И они же, по-видимому, играют роль в манипуляциях обречённым хозяином.
Горизонтальный перенос генов — важный природный механизм. Например, это один из основных способов, с помощью которого эволюционируют бактерии, что-бы вырабатывать устойчивость к антибиотикам.
Таппеи Мишина считает, что по мере того, как мы будем находить всё больше примеров горизонтального переноса генов между многоклеточными, то есть более сложными организмами, мы получим представление об этом явлении, а также об эволюции в целом.
А научный интерес к многочисленным фактам горизонтального переноса генов у волосатиков — хорошая модель для изучения подобных процессов и их роли в эволюции.
Несмотря на неприятную наружность — копошащаяся нить или клубок нитей длиной по 30–40 сантиметров — на людей волосатики не нападают. Более того, их присутствие в водоёмах говорит об экологической чистоте воды.
По образу существования, строго говоря, «живой волос» даже не паразит, а паразитоид. В отличие от паразитов паразитоиды хозяина живым не отпускают. Эта зловещая повадка сделала фантастических паразитоидов героями компьютерных игр и фильмов. Именно таковы по сути хедкрабы в серии игр Half-Life и неубиваемые Чужие в одноимённой кинофраншизе. В общем, для насекомых волосатики — просто погибель.
Команда биологов из Центра исследований динамики биосистем что в японском институте RIKEN обнаружила, что паразитоиды манипулируют своими хозяевами, заимствуя их наследственную информацию, вероятно, за счёт явления, известного как горизонтальный перенос генов. Удивительные выводы о хитростях природы опубликовали в журнале Current Biology («Современная биология»).
Многие паразиты и паразитоиды управляют поведением своих хозяев ради собственного выживания и размножения. Червь «конский волос» оказался примером с очень изощрённым контролем поведения. Волосатики рождаются в воде и в личиночном возрасте «автостопят» по пути на сушу таких насекомых, как подёнки. На суше цель личинок — быть проглоченными сверчком или богомолом.
Достигнув новых — и окончательных — хозяев, они начинают расти и манипулируют поведением хозяина. Созревший «живой волос» в конце концов побуждает своего кузнечика или богомола прыгнуть в воду, чтобы хозяин погиб, а взрослый волосатик мог заняться размножением.
Предыдущие исследования показали, что черви-волосатики перехватывают бразды правления своими хозяевами — вместо здоровых инстинктов — и побуждают тех двигаться к воде. Учёные полагают, что это достигается с помощью молекул, которые имитируют вещества нервной системы хозяев. Но как именно паразитоиды «додумались» до такого вида молекулярной мимикрии, долгое время оставалось загадкой.
В поисках разгадки японские исследователи проанализировали экспрессию генов (выделение активных веществ, функциональных белков) всего организма «конского волоса» до, во время и после понукания хозяином-богомолом. (Хочется усомниться, это кто из них ещё хозяин, но против терминов не пойдёшь). Биологи обнаружили более 3000 генов волосатиков, которые экспрессировались больше, когда хозяев требовалось «подстегнуть», куда надо, и 1500 генов червей, которые работали в меньшей степени. С другой стороны, экспрессия генов в мозге богомола не изменилась, и фактически её нельзя было отличить от экспрессии генов у здоровых, не червивых, богомолов. Наблюдения указали на то, что волосатики вырабатывают собственные белки для манипулирования нервной системой своих хозяев, а точнее, всё-таки, кормильцев и марионеток.
Затем учёные через базу данных белков выяснили происхождение генов, которые «живые волосы» используют для управления богомолами.
Поразило, что многие гены червей-манипуляторов были очень похожи на гены заражённых богомолов, что позволяет предположить, что они были приобретены путём горизонтального переноса генов
— Таппеи Мишина, руководитель исследований.
Горизонтальный перенос генов — это биологический процесс, при котором гены передаются от одного организма к другому, но не путём размножения. Это может иметь значительные эволюционные последствия, позволяя организмам быстро приобретать новые гены или функции, потенциально помогая им адаптироваться к новым условиям или образу жизни.
Дальнейший анализ подтвердил гипотезу, что наблюдаемая у паразитоидов молекулярная мимикрия, то есть маскировка, — это, скорее всего, результат горизонтального переноса генов от богомолов. Так, удалось обнаружить, что более 1400 генов волосатиков совпадают с генами богомолов. И это на фоне того, что таких биологические веществ или вовсе нет у других видов волосатиков, которые не живут в богомолах, или они сильно отличаются. Таким путём учёные пришли к выводу, что многочисленные выявленные «камуфляжные» гены — вероятный результат неоднократного горизонтального переноса генов от различных видов богомолов в ходе эволюции волосатиков. И такие гены связаны с воздействием на нервную систему, на тяготение к свету, то есть к блеску водоёмов, и циркадными ритмами, то есть зависимостью поведения от времени суток. И они же, по-видимому, играют роль в манипуляциях обречённым хозяином.
Горизонтальный перенос генов — важный природный механизм. Например, это один из основных способов, с помощью которого эволюционируют бактерии, что-бы вырабатывать устойчивость к антибиотикам.
Таппеи Мишина считает, что по мере того, как мы будем находить всё больше примеров горизонтального переноса генов между многоклеточными, то есть более сложными организмами, мы получим представление об этом явлении, а также об эволюции в целом.
А научный интерес к многочисленным фактам горизонтального переноса генов у волосатиков — хорошая модель для изучения подобных процессов и их роли в эволюции.
- Дмитрий Ладыгин
- pixabay.com; wikipedia.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Как на ладони: Обнаружен морской гигант, который виден из космоса
Мегакоралл у Соломоновых островов оказался самым крупным животным Земли....
Спасти планету сможет… африканский червь
В Кении найдено насекомое с удивительными способностями....
Забудьте всё, что вы знали о Луне
Новая теория предлагает в корне иное происхождение ночного светила....
Главная тайна Седьмой планеты разгадана через 38 лет
Уран оказался не таким уж странным, как думали ученые....
80 000 лет жизни: какие тайны скрывает самое древнее и большое существо на планете?
Залог невероятного долголетия и удивительного выживания обнаружили учёные....
«Орешник», «Бук» и «Тополь»: искусный нейминг от российских военных конструкторов
Наука как сбить Запад с толку....
Раскрыт секрет идеального женского тела?
Оказывается, дело вовсе не в соотношении талии и бедер....
Янтарь из недр Антарктиды раскрыл тайны тропических лесов
Застывшая смола возрастом 90 млн лет как часть исчезнувшей экосистемы....
Саблезубый котёнок томился во льдах Якутии 35 тысяч лет
Благодаря находке стало известно, что сородичи пушистика обитали в столь холодных местах....
Ученая вылечила свой рак вирусами собственного производства
Если человек хочет жить — медицина бессильна....
Носи умные очки или увольняйся!
Amazon планирует заставить всех курьеров носить этот электронный прибор....
Разгадано учеными: почему города разрушают сердце и разум
Причины, которые нашли исследователи, вас удивят....
Почти бессмертные существа помогут человечеству покорить глубокий космос
Ученым, наконец, удалось «взломать» код поразительной живучести тихоходок....
Турбулентность отменяется! А пилоты-люди вообще будут не нужны
Искусственный интеллект может в корне изменить авиацию....
Надеялись на Беса: древние египтянки при беременности хлебали галлюциногенные смеси
Думали, что божок с двусмысленным для нас именем убережёт....
Чудо в перьях: Робот-голубь «упорхнёт» от радиолокации
Изобретение грозит новой гонкой вооружений....