Отсутствие секса превратило червей-паразитов в машину для убийств

Некоторые считают, что секс переоценен, и если рассматривать это утверждение на примере галловой нематоды, с ним сложно не согласиться. В отличие от животных, таких как американский таракан и леопардовых акул, которые способны производить потомство бесполым путем, когда возникает необходимость, у этих паразитических червей нет выбора в этом вопросе – они могут размножаться только бесполым путем.

При этом, природа дала им преимущество, превратив их в эффективные машины для убийства, которые превосходят своих воспроизводящихся половым путем двоюродных братьев.

Галловые нематоды — это микроскопические круглые черви, которые заражают корни более 2000 фруктовых, овощных и декоративных культур, таких как салат, помидоры, клубнику и гвоздику, по всему миру. Когда они проникают в растение, они выпускают фермент, который истощает силы растения и приводит к появлению таких симптомов, как задержка роста и увядание. Черви откладывают свои яйца в обработанные ферментом корни деревьев, в одной кладка может находиться до 1000 яиц. В таких регионах, как Южная и Центральная Америка, нематоды, как известно, уничтожают целые плантации кофе, заставляя фермеров переориентироваться на другие культуры, например, на сахарный тростник. Существует 98 видов галловой нематоды, и хотя не все из них размножаются бесполым способом, наиболее опасными являются именно те виды червей, которые в процессе эволюции отказались от спаривания.

«В течение длительного времени галловые нематоды оставались эволюционной головоломкой, потому что самыми разрушительными сельскохозяйственными паразитами оказались те, которые отказались от секса и мейоза», — поясняет ученый Этьен Данчинов из французского Национального института сельскохозяйственных исследований: «Будучи не в состоянии объединить полезные мутации разных особей таким видам не удается удалить прогрессивное накопление вредных мутаций, соответственно, они представляют собой эволюционные тупики.

»

К сожалению для фермеров, эти бесполые нематоды оказались исключением из правила. Они не только наносят больший урон, чем их спаривающиеся родственники, но к тому же они заражают новые растения и имеют большую географию. По данным исследования, опубликованного Данчиновым и его коллегами, причина их успеха, видимо, таится в их генах. Исследователи изучили геномы трех наиболее разрушительных галловых нематод: южной галловой нематоды, сахарно-тростниковой нематоды и ореховой нематоды – и сравнили их по половому отношению. По данным исследования, эти бесполые черви, скорее всего, стали относительно недавним результатом серии встреч межвидовой гибридизации. Эти бесполые черви полиплоидные, это означает, что в отличие от нас они имеют более двух наборов хромосом, и именно эта черта позволяет им сохранять богатое генетическое разнообразие.

Еще одна интересная особенность в их геномах — это обилие мобильных элементов, «прыгающих генов», которые могут двигаться в разных частях генома, чтобы вызвать мутации или поставить новые элементы для белок-кодирующих генов. Исследователи подозревают, что эти транспозоны могут играть определенную роль, помогая червям адаптироваться к новым условиям.