Вольбахия относится к роду грамотрицательных бактерий из семейства Anaplasmataceae. Эта бактерия – паразит.
О вольбахии (bacterium Wolbachia) впервые стало известно в 1924 году, когда ученые обнаружили бактерию в теле самки комара. Но только спустя несколько десятилетий ее изучением занялись всерьез. Причиной такого внимания послужило новое открытие: выяснилось, что паразит Wolbachia способен вызывать различные патологические изменения в развитии и размножении насекомых. Бактерию обнаружили в клетках мух, жуков, бабочек, червей и других живых организмов.
Общая информация
Бактерия вольбахия обитает в клетках многих беспозвоночных. Роль ее вызывает немало споров: одни ученые считают ее вредным паразитом, другие склоняются к точке зрения, что бактерия не причиняет вреда и даже несет некоторую пользу хозяину. На самом деле имеют место быть все перечисленные варианты, поскольку с различными хозяевами у бактерии устанавливаются разные взаимоотношения.
Уникальность вольбахии состоит в том, что она вызывает самые разные эффекты. Она может никак не нарушить жизнедеятельность хозяина, но преимущественно ее «заселение» приводит к довольно плачевным результатам. Паразит Wolbachia умеет контролировать процессы размножения и развития своего хозяина.
По последним сведениям, Wolbachia заражает до 20% видов насекомых. Излюбленный ее объект – мухи. Из-за этого ее даже удостоили звания «вольбахия – бактерия-повелитель мух». Помимо насекомых, бактерия поражает пауков, мокриц, круглых червей и других беспозвоночных.
Возраст бактерий рода вольбахии оценивается примерно в 100 миллионов лет, но за это время им так и не удалось приспособиться к организму млекопитающих. Предположительно, это происходит из-за того, что ее способы воздействия с самого начала ориентированы на беспозвоночных и недостаточно действенны для млекопитающих с более развитой иммунной системой. В то же время у вольбахии есть близкая родственница – риккетсия, которая смогла поразить человека. Результатом стала инфекция под названием «сыпной тиф».
Врачи отмечают, что вольбахия, бактерия, обитающая внутри клеток некоторых насекомых, играет важную роль в их жизни и эволюции. Она может влиять на репродуктивные стратегии хозяев, вызывая такие феномены, как цитоплазматическая несовместимость, что приводит к снижению фертильности у особей, не инфицированных вольбахией. Это создает преимущества для зараженных особей, способствуя их распространению. Кроме того, вольбахия может защищать своих хозяев от вирусов и паразитов, что делает их более устойчивыми к заболеваниям. Врачи подчеркивают, что понимание взаимодействия между вольбахией и ее хозяевами может открыть новые горизонты в биомедицинских исследованиях и разработке методов борьбы с вредителями, а также в изучении экосистем.
Действие бактерии
Паразит не может существовать без хозяина, передается он матерью своему потомству посредством проникания в яйцеклетку инфицированной самки.
В 90-е годы отечественные биологи установили, что яйца божьей коровки Adalia bipunctata зачастую порождают самок, а виновником невыживаемости мужских зародышей является именно вольбахия. Механизм «убийства» мужских зародышей и то, как бактерия различает самцов и самок, до сих пор не установлены.
Помимо божьих коровок, жертвами андроцида (истребления самцов) становятся мухи, некоторые насекомые из отряда бабочек и муравьи. Этим может объясняться существенное преобладание самок в некоторых популяциях насекомых.
В отдельных случаях даже поголовное истребление самцов не способно привести к вымиранию животного, пораженного бактерией. Причина такого явления кроется в том, что самки начинают плодиться партеногенетическим способом, т. е. без оплодотворения. Отдельные виды ос, которым присуще массовое поражение вольбахией, совсем лишились навыка обычного размножения.
Читайте также:
Еще интереснее вольбахия взаимодействует с некоторыми представителями подотряда мокриц. Бактерия обладает способностью трансформировать самцов в самок. У самцов есть специальная железа, которая выделяет андрогенный гормон. От него зависит, каким будет развитие зародыша – по женскому типу или мужскому. Wolbachia угнетает деятельность этой железы на начальном этапе созревания членистоногого. В итоге из эмбриона с мужскими хромосомами получается самка.
Удивительный факт в данном случае – наличие у самки мужского комплекта хромосом. Размножение «ложных самок» дает такое же «ложное» потомство. Если «ложной самке» дать тетрациклин, она станет интерсексом – организмом с комбинированными свойствами (мужскими и женскими).
Итак, патогенность бактерий рода Wolbachia выражена в следующем:
- Андроцид. Истребление мужских эмбрионов (отдельных видов бабочек, мух и др.).
- Размножение партеногенетическим способом. Отклонение в созревании яиц приводит к поголовному рождению самок.
- Феминизация. Представляет собой процесс, при котором самцы превращаются в самок посредством угнетения андрогенной железы.
- Несовместимость цитоплазмы. Характеризуется стремительным вырождением эмбрионов, возникших при оплодотворении яйцеклетки пораженным самцом. Различают одностороннюю и двухстороннюю несовместимость. В первом случае скрещиваются больные самцы и здоровые самки, во втором – инфицированы оба, при этом наступает абсолютная репродуктивная изолированность.
Положительное влияние на хозяина
Паразит уникален тем, что он может принести хозяину и пользу. После устранения заражения наблюдается уменьшение плодовитости и приспособляемости ряда насекомых к окружающим условиям.
Если рассматривать взаимосвязь Wolbachia и человека, то прямого влияния на него бактерия не оказывает. Вместе с тем выявлена косвенная связь. Дело в том, что бактерии рода Wolbachia необходимы для жизнедеятельности филярий, которые в свою очередь поражают человека. Это дает ученым возможность открыть метод излечения от филяриоза посредством уничтожения бактерии.
Вольбахия — это род бактерий, который вызывает большой интерес у ученых и фермеров. Эти микробы, обитающие внутри клеток насекомых, играют важную роль в их жизни, влияя на репродуктивные процессы. Например, вольбахия может вызывать стерильность самцов или изменять пол потомства, что позволяет ей контролировать популяции своих хозяев. Многие исследователи отмечают, что наличие вольбахии может повышать устойчивость насекомых к патогенам и стрессовым условиям, что делает их более жизнеспособными.
Фермеры, в свою очередь, рассматривают вольбахию как потенциальный инструмент для биоконтроля вредителей. Использование этих бактерий может помочь в снижении численности вредных насекомых, что, в свою очередь, способствует повышению урожайности. Однако, несмотря на положительные аспекты, важно учитывать возможные негативные последствия, такие как нарушение экосистемы. В целом, вольбахия представляет собой интересный пример симбиоза, который открывает новые горизонты в агрономии и экологии.
Влияние на эволюцию хозяина
Такие явления, как истребление bacterium Wolbachia мужских эмбрионов, партеногенез, феминизация и прочие, должны способствовать снижению обмена генетическим материалом между организмами. В результате этого должна снижаться приспособленность животных к изменяющимся условиям. В рамках эволюционного процесса это должно привести к снижению продолжительности существования вида и ускоренному обновлению видового состава.
Wolbachia представляет интерес не только как отдельный организм. Ее изучение позволяет осмыслить сущность развития симбиотических союзов, выявить связи между паразитом и хозяином, понять общие эволюционные закономерности. Исследование бактерий рода вольбахия необходимо для определения механизма происхождения эукариотов.
Вопрос-ответ
Какие клетки организма-хозяина заражает вольбахия?
При развившейся инфекции Wolbachia в основном находится внутри клеток, находясь в вакуолях хозяина, связанных с эндоплазматическим ретикулумом.
Что такое вольбахия и для чего она нужна?
Wolbachia (wohl-bach-ee-uh) — распространенный тип бактерий, встречающихся у насекомых. Бактерии Wolbachia не могут вызывать заболевания у людей или животных. Комары с Wolbachia могут использоваться для сокращения численности комаров Aedes aegypti. Агентство по охране окружающей среды (EPA) регулирует использование комаров с Wolbachia.
Почему вольбахия предпочитает самок?
Поскольку Wolbachia переносится только самками, каждая из этих репродуктивных манипуляций способствует распространению Wolbachia в популяциях хозяев.
-
Читайте также:
Советы
СОВЕТ №1
Изучите влияние вольбахии на здоровье и репродуктивные способности своих домашних животных. Понимание этого взаимодействия поможет вам лучше заботиться о питомцах и предотвратить возможные проблемы.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на экологические аспекты вольбахии. Исследуйте, как эта бактерия может влиять на экосистемы и биоразнообразие, чтобы осознанно подходить к вопросам охраны окружающей среды.
СОВЕТ №3
Следите за новыми исследованиями и открытиями в области микробиологии, связанными с вольбахией. Научные достижения могут открыть новые горизонты в понимании ее роли в природе и медицине.
