Клоны паразита по-разному взаимодействуют с хозяином и друг с другом

Способность клонов паразита заражать хозяина и скорость их роста влияет на эволюционный успех и вирулентность паразита (наносимый хозяину вред). В природе хозяин часто заражается несколькими клонами одновременно, и взаимодействия между ними могут определять течение инфекции. Сотрудниками Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН) впервые изучены взаимоотношения между клонами паразита на разных этапах развития инфекции (в момент заражения и во время роста личинок в хозяине).

В качестве паразита ученые использовали распространённую трематоду Diplostomum pseudospathaceum. В ходе жизненного цикла эта трематода последовательно паразитирует в прудовиках, многих видах пресноводных рыб и рыбоядных птицах, в кишечнике которых завершает свой жизненный цикл (Рис. 1).

В природных водоёмах ученые собирали больших прудовиков, заражённых трематодой D. pseudospathaceum. Затем с помощью микросателлитного анализа определяли, в каких из них обитает лишь один клон паразита, и использовали этих моллюсков в качестве источника паразитов в эксперименте. Мальму заражали либо отдельными клонами, либо парами клонов одновременно. Спустя несколько месяцев рыб вскрыли, а паразитов, обнаруженных в их хрусталиках, подсчитали и измерили (~ 4000 паразитов из 364 рыб!).

Как и ожидалось, клоны паразита различались по своей способности заражать рыб (Рис. 2А) и скорости роста в их глазах. Интересно, что ученые обнаружили свидетельства специализации клонов на хозяевах разного размера: одни клоны успешнее заражали более крупных хозяев, а другие нет (Рис. 2B). Это может быть эволюционно выгодно паразиту, поскольку снижает внутривидовую конкуренцию за ресурсы хозяина. Одновременное заражение мальмы двумя клонами приводило к трем разным сценариям: а) облегчало проникновение паразита в хозяина; б) замедляло рост паразита; в) не оказывало никакого эффекта, по сравнению с моноклональным заражением. Таким образом, когда клоны паразита взаимодействовали друг с другом (результаты бутстрэп анализа), они либо кооперировали во время заражения, либо конкурировали на стадии роста личинок.

Важнейший вывод работы состоит в том, что не существует универсального ответа на вопрос: «Как будут взаимодействовать клоны паразита в организме хозяина?». Все зависит от их комбинации. Подобные генотипические взаимодействия могут оказывать существенное влияние на динамику инфекции и вирулентность паразита.

Работа выполнена коллективом авторов из Центра паразитологии ИПЭЭ РАН (Миронова Е.И., Спиридонов С.Э, Сотников Д.А., Савина К.А.), лаб. поведения низших позвоночных ИПЭЭ РАН (Гопко М.В.) и РГАУ-МСХА (Сотников Д.А., Шпагина А.А.) при поддержке гранта РНФ (23-24-00418).

Статья опубликована в ведущем паразитологическом журнале International Journal for Parasitology.