Новое исследование раскрывает неожиданный механизм, связывающий кратковременное повышение температуры с изменением соотношения полов у пауков на протяжении нескольких поколений. Результаты опубликованы в журнале Molecular Ecology.
Объектом изучения ученых из Школы ветеринарной медицины Корета при Еврейском университете, Университета Кентукки и Иллинойсского университета стал карликовый паук Mermessus fradeorum — небольшое членистоногое, в организме которого естественным образом сосуществуют до пяти видов бактерий, передающихся от матери к потомству. Особое внимание исследователи уделили штамму вольбахии: эта бактерия способна вызывать феминизацию — заставлять генетически мужских особей развиваться как самки. Такая стратегия выгодна самой бактерии, поскольку обеспечивает ее передачу следующему поколению через самок.
Чтобы проверить, как температура влияет на этот механизм, ученые поместили молодых пауков в условия, имитирующие жаркий летний день (27−28 °C), всего на одно поколение. Сами нагретые пауки, как и ожидалось, развились в самок, но главный эффект проявился позже. В потомстве, выращенном уже в прохладе (20 °C), и у внуков, никогда не подвергавшихся прямому воздействию жары, внезапно выросло число самцов.
Наши результаты показывают, как история взаимодействия организма с окружающей средой влияет на эволюционную стабильность его микробных сообществ и их индуцированных фенотипов. Кратковременный период повышения температуры нарушает хрупкий конкурентный баланс между этими симбионтами. Мы заметили, что Rickettsiella, по‑видимому, подавляет процесс феминизации, что свидетельствует о том, что репродуктивные манипуляции требуют не только присутствия Wolbachia, но и её относительного доминирования в микробном сообществе.
Анализ микробной среды показал, что тепловой стресс меняет соотношение бактерий: хотя количество вольбахии поначалу росло, ее способность передаваться потомкам снижалась, а бактерия Tisiphia и вовсе исчезла. При этом численность Rickettsiella резко увеличилась — именно она, как полагают ученые, подавляет действие вольбахии.
Дополнительный вывод касается устойчивости: пауки, несущие сразу несколько штаммов вольбахии (1, 2 и 3), лучше справлялись со стрессом и быстрее восстанавливали привычное соотношение полов. Это говорит о том, что разнообразие бактериальных штаммов повышает стабильность системы.
Таким образом, даже недолгий скачок температуры способен косвенно регулировать структуру популяции, временно снижая темпы феминизации. В природе такие колебания могут служить важным механизмом, предотвращающим чрезмерный перекос в сторону самок и потенциальный демографический дисбаланс.
Ранее Наука Mail рассказывала, что штормы влияют на структуру паутины и на выживание пауков.
