Антенны микроскопических ос-наездников, самых малых насекомых Земли, оказались "совершенными химическими лабораториями", несмотря на то, что их можно уместить в инфузорию или другой одноклеточный организм. К такому выводу пришли ученые из МГУ, опубликовавшие статью в журнале PeerJ.

Оса-наездник по сравнению с инфузорией (в центре) и амебой (справа)"Несмотря на исключительно маленький размер, эти наездники могут находить и точно узнавать своих хозяев и даже обнаруживать их яйца в толще листа при помощи их антенн. Нас интересовало, как меняется внешняя морфология этих органов при экстремальной миниатюризации", — рассказывает Анна Дьякова из МГУ имени М.В. Ломоносова.

Осы-наездники – один из самых причудливых и интересных инфраотрядов насекомых, включающий в себя почти сто тысяч видов очень небольших существ, откладывающих свои яйца внутрь тела других беспозвоночных существ или эксплуатирующих их каким-то другим образом.

Ученых давно интересует то, как эти паразитические существа научились распознавать своих жертв и "управлять" их поведением, и почему их эволюция идет в сторону все большего уменьшения их размеров. Некоторые из них, к примеру, осы из рода Megaphragma, достигают размеров всего в две сотни микрометров и живут всего пять дней.

Подобная миниатюризация, как отмечает Дьякова, не могла пройти без существенных жертв для насекомого. По своим размерам оно сопоставимо с крупными инфузориями, амебами и другими одноклеточными животными, и поэтому все их органы содержат в себе крайне ограниченное число клеток или же они вообще отсутствуют, как сердце или хромосомы в их нейронах.

Российских биологов, как передают пресс-службы МГУ и Российского научного фонда, интересовало то, как работает главный орган осязания и обоняния этих наездников – их миниатюрные антенны.

Как предполагали ученые, уменьшение их размеров и числа составляющих должно было привести к заметному ухудшению в чувствительности усиков наездников, а также радикальному уменьшению "репертуара" запахов, которые они могут распознавать.

Изучив структуру антенн трех видов наездников из рода Megaphragma при помощи электронного микроскопа, ученые обнаружили, что их органы не просто уменьшились в размерах, но и заметно поменяли свою структуру, что позволило им избежать резкой потери в чувствительности.

Их усики, по словам ученых, оказались необыкновенным образом оптимизированы. Все "ненужные" функции, характерные для антенн других насекомых, были удалены, а доля клеток, распознающих запахи и касания, наоборот, была увеличена.

Их структура тоже была изменена особым образом, что позволило им не потерять в чувствительности по сравнению с их крупными аналогами в организме прочих беспозвоночных. При этом, что интересно их усики содержат в себе всего 39 или 43 подобных волосков, тогда как у более крупных наездников их число может достигать нескольких десятков тысяч.

Как именно они работают и можно ли их сделать еще более простыми, ученые пока не знают. Они планируют получить ответ на этот вопрос в самое ближайшее время, изучая то, как усики ос Megaphragma вырабатывают сигналы при контакте с яйцами заражаемых их насекомых и различными химическими веществами.

Самыми маленькими насекомыми на Земле считаются осы-наездники Megaphragma (семейство Trichogrammatidae) и Kikiki (Mymaridae), а так-же жуки Scydosella musawasensis из семейства Ptiliidae. Длина тела ос не превосходит 0,2 мм, что меньше размера инфузории-туфельки, а длина тела жуков чуть больше 0,3 мм.

Подробнее...

Российский энтомолог уточнил размеры жука , который считается самым маленьким свободно живущим насекомым. Оказалось, что самые крошечные представители этого вида не превышают по длине трети миллиметра.

Самый маленький жук Scydosella musawasensisК такому выводу пришел Алексей Поливов, заведующий кафедрой энтомологии биологического факультета МГУ, чья статья опубликована в журнале ZooKeys.

Самыми маленькими насекомыми на Земле считаются осы-наездники Megaphragma (семейство Trichogrammatidae) и Kikiki (Mymaridae). Длина их тела не превосходит 0,2 мм, то есть по размерам они уступают инфузории-туфельке. Тем не менее, личинки этих ос ведут паразитический образ жизни и потому они не могут быть признаны свободноживущими насекомыми.

Среди последних пальма первенства по части миниатюрности принадлежит жуку Scydosella musawasensis из семейства Ptiliidae. Этот жук, живущий в грибах, был открыт в Никарагуа в 1999 году. Было известно, что его размер составляет около 0,3 мм - следовательно, этот жук оставляет позади муху Euryplatea размером 0,4 мм. Однако в руки ученым попало лишь считанное количество особей Scydosella, поэтому оставалось неясным, насколько сильно варьирует длина его тела.

Полилову удалось собрать в Колумбии еще 85 представителей Scydosella musawasensis. Измерения показали, что длина самых мелких из них равна 0,325 мм, а длина самых крупных - 0,352 мм. Интересно, что в Колумбии жук был пойман на другом виде грибов, чем в Никарагуа. Это доказывает, что его гастрономические предпочтения весьма широки.

Источник: infox.ru

Энтомологи выяснили, что некоторые паразитические осы заражают своих жертв при помощи миниатюрной цинковой «пилы». Ученые надеются, что их открытие поможет в разработке новых технических устройств для бурения.

Apocryta westwoodi grandiРезультаты исследования, проведенного специалистами из Индийского института науки в Бангалоре, опубликованы в журнале Journal of Experimental Biology.

Известно, что паразитические осы-наездники откладывают свои яйца в личинки других насекомых. Зачастую для этого им приходится пробуравливать своим яйцекладом жесткие ткани растений. Авторы статьи решили изучить эту особенность их поведения на примере осы Apocryta westwoodi grandi, которая заражает насекомых, живущих в незрелых фигах.

Длина яйцеклада этих ос составляет 7-8 миллиметров, а ширина - всего 15 микрометров. На верхушке его верхней створки ученые рассмотрели заостренные зубцы. Просветив их рентгеновским излучением, исследователи выяснили - зубцы обогащены цинком. Благодаря металлическим включениям по твердости они сопоставимы с цементом, использующимся при изготовлении зубных имплантатов.

«Пила» позволяет яйцекладу осы проникать сквозь твердую оболочку незрелых плодов, а особые сенсоры на концах створок помогают в выборе наиболее подходящего места для откладки яиц. Ученые считают, что по схожей схеме могут быть сконструированы и миниатюрные сверлильные устройства.

Напомним, недавно энтомологи обнаружили на Тайване новый вид паразитических ос, которые используют стрекоз в качестве воздушного транспорта. Осы дожидаются, когда стрекозы отложат яйца, и после этого заражают их.

Источник: infox.ru

Паразиты влияют на поведение тех, на ком паразитируют. Самый известный пример — грибы-зомбификаторы из рода Кордицепс, которые приказывают заражённым ими муравьям отправиться умирать туда, куда нужно самим грибам. Однако паразиту далеко не всегда удаётся полностью перехватить рычаги управления жертвой, примером чему могут послужить взаимоотношения ос-наездников рода Aphidius и тлей, в которых эти осы выводят своё потомство.

Наездник Aphidius ervi откладывает яйца в тлю. (Здесь и ниже фото Nigel Cattlin.)Исследователи из Манчестерского университета (Великобритания) использовали трёх самок и тринадцать самцов наездников Aphidius ervi: они знали генетический портрет всех особей, а потому могли сказать, какие генетические варианты будут представлены в их потомстве. В качестве жертвы выступали тли одной линии; поскольку размножались они партеногенетически, то все были клонами друг друга, и никаких генетических различий, которые могли бы повлиять на результат эксперимента, у них не было.

Тля здоровая (справа) и тля, заражённая наездником.Ос подселяли к тлям, обитающим в специальных клетках с растениями, и наблюдали за их поведением. Заражённые тли умирали в течение десяти дней. Исследователи проанализировали расположение мёртвых тлей и пришли к выводу, что паразит влияет на поведение жертвы. Но при этом оказалось, что поведение заражённых тлей варьируется от того, кто были родители той личинки, что росла внутри тли.

Для ос важно, чтобы жертва оставалась в живых, пока личинка внутри неё не созреет. А вот заражённой тле разумнее совершить суицид, чтобы не дать личинке паразита развиться и тем самым защитить всю популяцию. Вероятность преждевременной гибели для тли резко возрастает, если она спускается на землю: тут и еды нет, и хищников больше. То есть задача тлей — почувствовав внутри «чужого», бросить растение и спуститься на землю, а задача ос — заставить тлей сидеть на растении как можно дольше.

Однако далеко не все тли после заражения оставались на растении. То есть у ос не всегда получалось подавить волю жертвы и принудить её действовать в интересах паразита. Вероятность того, останется ли тля на растении или пойдёт искать преждевременную смерть, зависела от комбинации генов в личинке осы, причём свою роль играли как отцовские, так и материнские гены. То есть по крайней мере в случае ос и тлей нельзя говорить об однозначной стопроцентной зомбификации, поскольку гены ос, отвечающие за управление поведением жертвы, не обязательно работают с идеальной эффективностью. Иными словами, осы продолжают эволюционную борьбу с тлями за контроль над поведением последних.

Особое внимание, по словам исследователей, привлекает то, что результат зависит, по-видимому, от комбинации родительских генов: для управления тлёй нужна именно эффективная комбинация генов отца и генов матери, а не какой-то конкретный вариант одного-единственного гена. Но пока что биологи не знают, что это за гены и как именно они воздействуют на поведение тлей-жертв.

Результаты экспериментов будут опубликованы в журнале Biology Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В ответ на атаку гусениц растения выделяют летучие вещества, привлекающие насекомых-паразитоидов, которые заражают гусениц своими личинками. В роли таких паразитоидов обычно выступают осы-наездники. Личинки наездников питаются гусеницами и тем самым избавляют растение от хищника. С помощью химического сигнала растения как бы помогают насекомым найти свою добычу. Об этом сотрудничестве известно давно, и сейчас его начинают использовать в сельском хозяйстве для защиты от вредителей.

Наездник Cotesia glomerata (фото antoniocamacho)Однако и у самих наездников есть враги-паразитоиды — другие осы-наездники, откладывающие яйца в личинки своих сородичей. И перед ними стоит та же задача — как найти жертву. Оказалось, что и суперпаразитоиды тоже используют химические сигналы растений. Энтомологи из Вагенингенского университета (Нидерланды) экспериментировали с целой пищевой цепью, состоящей из капусты, гусениц репницы, наездников рода Cotesia, паразитирующих на гусеницах, и целой группы других наездников, паразитирующих на личинках Cotesia. Исследователи обнаружили, что растения, на которых кормятся гусеницы, заражённые наездниками, выделяют иные химические вещества, чем растения, привлекающие здоровых гусениц. На запах растений со здоровыми гусеницами прилетают обычные наездники. Но вот на запах растений с уже заражёнными гусеницами прилетают наездники второй группы, паразитирующие на первых.

Суперпаразитоидный наездник рода Mesochorus (фото spacemouses)Выделять химические вещества растения заставляет слюна гусениц. В статье, опубликованной на сайте PloS Biology, авторы пишут, что именно различия в составе слюны и заставляли растения менять состав химических сигналов. Если капусте вводили слюну здоровых гусениц, на неё слетались наездники Cotesia. Если же слюну брали от заражённых гусениц, то прилетали осы, которым были нужны уже сами Cotesia. То есть гусеницы заставляли растения звать на помощь ос, которые помогли бы им, гусеницам, но не растению.

По словам авторов работы, до сих пор почти никто не обращал внимания на то, что сигналы растения могут привлекать не только паразитоидов первого уровня, но и их врагов. И это, разумеется, следует учитывать при разработке методов защиты сельскохозяйственных культур, которые основаны привлечении естественных врагов гусениц.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Способность размножиться непорочно у животных, которые могут расплодиться   и с партнером, и без, передается… через самцов. При этом сам признак —   рецессивный.

Lysiphlebus fabarum    Организмы-эукариоты (то есть те, чьи клетки содержат ядро и упакованный в   него генетический материал) в большинстве случаев размножаются половым способом.   Правда, половое размножение не всегда предполагает наличие партнера. Например,   и позвоночные (ящерицы, вараны, рыбы), и беспозвоночные (пчелы, осы, муравьи)   животные умеют размножаться девственно: из неоплодотворенной яйцеклетки   развивается новый организм. Такой способ (партеногенез) позволяет   животным достаточно быстро увеличивать численность популяции и, если   необходимо, регулировать соотношение полов.

Сексуальное и несексуальное

    Биологи объясняют, что переход организма от сексуального к асексуальному   размножению продиктован не осознанным выбором, а генетическими перестройками (отдаленной   гибридизацией или полиплоидией) и внешними стимулирующими факторами: микробами,   химическим составом среды, половыми сигналами особей других видов, температурой.   Проще говоря, животные, которым не чуждо сексуальное поведение, периодически   размножаются без участия партнера не потому, что в популяции прошла «перепись   населения», после чего было решено всем быстренько размножиться и восстановить   соотношение полов. Нет, в популяциях животных срабатывают биологические,   не всегда понятные здравому рассудку ученых механизмы.

    Кристоф Сандрок (Christoph Sandrock) и Кристоф Ворбургер (Cristoph Vorburger)   из Университета Цюриха (University of Zürich) изучили подоплеку асексуального   полового размножения у ос-паразитов Lysiphlebus fabarum. Самки наездников   откладывают одиночные неоплодотворенные яйца в тело тли, где они и развиваются   во взрослый организм, пожирая изнутри насекомое-хозяина. Размножаясь девственно,   Lysiphlebus fabarum производят на свет только дочек. Если в популяции есть и самки   и самцы, то из оплодотворенных яиц появляются дочки, из неоплодотворенных   – сыночки. То есть в зависимости от сексуальности или асексуальности популяции   из неоплодотворенных яиц появляются либо самцы, либо самки. При этом самцы   содержат только половину генетического материала (гаплоидный набор хромосом),   а самки — полный комплект хромосом.

Девственные осы

    Кристоф Сандрок и Кристоф Ворбург занялись экспериментальным разведением   и генетическим анализом ос-паразитов. Ученые обнаружили одиночную нуклеотидную   последовательность (Lysi07), которая отличает ос-девственниц от тех, которые   приветствуют сексуальное размножение. Интересно, что последовательность Lysi07   – рецессивная. То есть для того, чтобы самка не только в душé, но и на деле   оставалась девственницей, в ее хромосомах должны присутствовать две одинаковых   последовательности. Другой вариант этого гена, прижившийся в гомологичной   хромосоме, мог бы просто «задушить» рецессивный признак и заставить самку   размножаться через секс. Ученые объясняют, что популяции непорочных ос сохряняют   целомудренность потому, что последовательность Lysi07 — одиночная: в   гомологичной хромосоме нет ни доминатного, ни рецессивного аллеля Lysi07.

    Ученые выяснили, что среди отпрысков ос-феминисток (они-то размножаются   только партеногенетически) очень редко, но все-таки появляются самцы: на 3000   «новорожденных» самок приходится один самец. Как и полагается, самцы обладают   непарным комплектом хромосом, то есть они сформировались из-за ошибки в процессе   деления материнской диплоидной клетки. Если самцов скрестить с сексуальными   самками, то следующее поколение снова может стать асексуальным. Можно сказать,   что девственность «заразна», и «разносчиками» такого поведения становятся самцы,   в хромосоме которых присутсвует аллель Lysi07.

    В ходе эксперимента в лабораторном улье сформировалось сорок три генетически   уникальных линии Lysiphlebus fabarum, которые ранее предпочитали сексуальное   размножение, но из-за появления девственного гена пересмотрели свои приоритеты.   «С биологической точки зрения «заразное» асексуальное половое размножение имеет   важное значение: популяции обновляются генетически, и генотипы асексуальных   самок отличаются друг от друга, — пишут авторы исследования в статье Single-locus recessive inheritance of asexual reproduction in a   parasitoid wasp, опубликованной в Cell Current Biology. – При этом   асексуальное размножение не исчезает вовсе, а генофонд ос-паразитов сохраняет   стабильность в последующих поколениях».

Источник:  Infox.ru

Оса-наездник Zatypota percontatoria пополнила собою список паразитических видов, которые управляют поведением хозяина. Самой большой известностью среди таких паразитов пользуются грибы рода Cordyceps, поражающие муравьёв и других насекомых, и токсоплазмы. Грибы заставляют муравьёв искать удобное для созревания и высевания спор место, а токсоплазма принуждает грызунов идти прямо в пасть кошки, внутри которой паразит может размножаться.А, В — паутина заражённого и здорового пауков; С — личинка наездника в зимовочном куполе паука; D — паук в собственном зимовочном куполе (здесь и ниже фото авторов исследования)

Жертвами осы Zatypota percontatoria стали пауки-тенётники. Заражённый паук служит инкубатором для личинки осы, которая в итоге съедает своего хозяина. Исследователи из Университета Масарика (Чехия) наблюдали, как изменяется поведение пауков двух видов после заражения. Перед выходом личинки из хозяина наружу паук сплетает специальное убежище, плотный паутинный кокон или купол (это определяется видом паука). Суть в том, пишут ученые в журнале PLoS ONE, что здоровые пауки плетут такие коконы либо для защиты потомства, либо чтобы самим переждать в них зиму.Личинка наездника на пауке

Ну а личинка осы заставляет своих восьминогих хозяев заниматься этим летом, и ни о каком потомстве тут речи, естественно, нет. Просто личинке нужно убежище, где её в состоянии куколки никто не побеспокоит. После того как паук заканчивает заказанную работу, личинка наездника убивает хозяина, доедает его и начинает метаморфоз. Как именно ей удаётся получить контроль над поведением паука, исследователи пока сказать не могут. Вариантов может быть два: либо паразит вмешивается в эндокринную систему хозяина, либо действует на уровне нейромедиаторов.

Повышая или понижая выработку тех или иных веществ, личинка может вызвать нужную поведенческую реакцию. Кстати говоря, считается, что токсоплазма влияет на мозг именно через вмешательство в систему нейромедиаторов. Более того, она способна таким образом воздействовать на поведение не только грызунов, но и человека. Так что, возможно, исследования взаимоотношений ос-наездников с их членистоногими хозяевами могут оказать пользу медицине.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА