Природа Краснодарского края в фотографиях
Табачная белокрылка (Bemisia tabaci). Фото: biochemtech.eu

Живущий на Кубани инвазивный вид белокрылок, оказался генетически модифицированным

Среди инвазивных видов вредителей, которые были завезены в Краснодарский край в последние десятилетия, табачная белокрылка (Bemisia tabaci) оказалась не самой вредной.

До сих пор не известно, откуда она пришла в Европу, но предполагается, что родиной является Африка. Впервые ее описали в Греции в 1899 году. Нашли насекомое на табаке, отсюда и пошло название, хотя сам вид широкий полифаг, вредит более чем 200 видам растений.

Табачная белокрылка (Bemisia tabaci). Фото: biochemtech.eu
Табачная белокрылка (Bemisia tabaci). Фото: biochemtech.eu

В нашем регионе белокрылка появилась относительно недавно. Российские энтомологи Е. Данциг и Л. Шендеровская (1989), а затем М. Кравченко (2000) обнаруживали Bemisia tabaci на дикорастущих растениях в лесах Крыма и на Черноморском побережье Кавказа от Сочи до Батуми.

Небольшой вред, который белокрылка наносит, скорее всего связан с тем, что она очень теплолюбива. Зиму насекомое переживает плохо и не успевает сильно размножиться. А вот в других странах ситуация куда хуже.

В 2021 году ученые выяснили интересную особенность табачной белокрылки. У нее есть гены растения. По сути, это пример генетической модификации в природе.

Ген, известный как BtPMaT1, обнаружил Тед Терлингс из Университета Невшателя в Швейцарии с коллегами. Этот ген может иметь важную функцию у растений. Они вырабатывают токсины, чтобы защитить себя от нападений животных. Команда подозревает, что ген BtPMaT1 может помочь растениям хранить эти токсины в безвредной форме, чтобы растения не отравляли сами себя. И точно так же ген может помочь белокрылке избежать отравления, когда она поедает растение.

Терлингс говорит, что передача гена произошла между 35 и 80 миллионами лет назад, когда табачная белокрылка и другие виды, у которых отсутствует ген, отделились от общего предка.

Жизненный цикл табачной белокрылки (Bemisia tabaci). Фото: researchgate.net
Жизненный цикл табачной белокрылки (Bemisia tabaci). Фото: researchgate.net

Событие переноса гена могло быть связано с вирусами, которые вызывают заболевания растений и передаются через насекомых. Часть ДНК растения могла быть захвачена вирусом, передана белокрылке, а затем ассимилирована в её геномах.

«Некоторые вирусы встраивают свой собственный геном в клетки своих хозяев», – говорит Терлингс.

Исследование предполагает, что степень горизонтального переноса генов в природе недооценивается. Ученые продемонстрировали функцию BtPMaT1 у белокрылки, отключив этот ген у насекомых. Нарушение функции гена сделало белокрылку восприимчивой к соединениям, известным как фенольные гликозиды, которые присутствуют в растениях томатов. После кормления помидорами, все белокрылки погибли.

Отметим, что это не первый случай подобного переноса генов. В 2019 году ученый Дебашиш Бхаттачарья из Университета Рутгерса в Нью-Джерси, и биохимик из Калифорнийского университета Андреас Вебер подробно рассмотрели возможный случай передачи. Первоначальное секвенирование геномов двух видов красных водорослей, называемых Cyanidiophyceae, показало, что до 6% их ДНК имеют животное происхождение. Эти так называемые экстремофилы, которые живут в кислых горячих источниках или на камнях, содержат только гены, необходимые для выживания. И в этом им помогают гены бактерий.

Они переносят или выводят токсины тяжелых металлов, помогают водорослям извлекать пищу из окружающей среды, справляться с высокой температурой и другими стрессовыми условиями. Получая гены от прокариот-экстремофилов, эти красные водоросли адаптировались ко все более и более тяжелым условиям.

Подобное не должно происходить с многоклеточными организмами, такими как люди, растения и даже насекомые. Но как показали последние открытия, в принципе это возможно и не обязательно требуется для этого лаборатории и генные инженеры.

Интересное на сайте