Wenn Schlupfwespen rufen, haben manche Raupen einen überraschenden Verbündeten: eine Virusinfektion.
Insekten, die als parasitoide Wespen bezeichnet werden, legen ihre Eier in junge Mottenlarven ab und verwandeln die Raupen in unwissentliche, zum Sterben bestimmte Brutkästen für möglicherweise Hunderte von Wespennachkommen. Das sind schlechte Nachrichten für Viren, die versuchen, die Raupen als Replikationsfabriken zu verwenden. Für die Raupen können Virusinfektionen tödlich sein, aber ihre Überlebenschancen sind wahrscheinlich höher, als wenn Wespen sie als lebende Kinderstube wählen.
Jetzt zeigt eine Studie, wie bestimmte Viren Raupen helfen können, parasitoide Wespen zu stoppen. Eine Gruppe von Proteinen, die als Parasitoiden-Abtötungsfaktor oder PKF bezeichnet werden und in einigen Insektenviren gefunden werden, sind für junge Parasitoidenwespen unglaublich giftig, berichten Forscher am 30. Juli Wissenschaft.
Das neue Ergebnis zeigt, dass Viren und Raupen zusammenkommen können, um einen gemeinsamen Wespenfeind abzuwehren, sagt Madoka Nakai, Koautorin der Studie, Insektenvirologin an der Tokyo University of Agriculture and Technology. Eine parasitoide Wespe würde einen Wirt töten, den das Virus zum Überleben braucht, also kämpft das Virus um sein Zuhause. „Es ist sehr clever“, sagt Nakai.
Darüber hinaus stellen einige Mottenraupen die wespentötenden Proteine selbst her, fand das Team. Es ist möglich, dass in der fernen Vergangenheit einige Motten eine Virusinfektion überlebt haben und „ein paar Geschenke“ in Form von genetischen Anweisungen zur Herstellung der Proteine bekommen haben, sagt der Koautor der Studie, Salvador Herrero, ein Insektenpathologe und Genetiker an der Universität von Valencia in Spanien. Diese Insekten könnten die Fähigkeit dann an die Nachkommen weitergegeben haben. In diesem Fall „macht dich stärker, was dich nicht umbringt“, sagt Herrero.
Frühere Studien hatten gezeigt, dass Viren und Insekten, einschließlich Motten, Gene miteinander austauschen können. Der neue Befund sei eines der jüngsten Beispiele für diese Aktivität, sagt Michael Strand, Entomologe an der University of Georgia in Athen, der nicht an der Arbeit beteiligt war.
„Parasit-Wirt-Beziehungen sind sehr spezialisiert“, sagt er. „Faktoren wie [PKF] sind wahrscheinlich wichtig, um zu definieren, welche Wirte von welchen Parasiten verwendet werden können.“ Aber ob Raupen die genetischen Anweisungen für die Proteine von Viren gestohlen haben oder ob Viren die Anweisungen ursprünglich von einem anderen Wirt gestohlen haben, bleibt unklar, sagt Strand.
Forscher entdeckten in den 1970er Jahren, dass virusinfizierte Raupen mit einem unbekannten viralen Protein parasitoide Wespenlarven töten können. In der neuen Studie identifizierten Herrero und Kollegen PKF als wespentötende Proteine. Das Team infizierte Mottenraupen mit einem von drei Insektenviren, die die genetischen Baupläne zur Herstellung der Proteine tragen. Dann ließen die Forscher entweder Wespen ihre Eier in die Raupen legen oder setzten Wespenlarven der Hämolymphe – dem Insektenäquivalent von Blut – von infizierten Raupen aus.
Virus-infizierte Raupen waren schlechte Wirte der parasitoiden Wespe Cotesia kariyai; die meisten jungen Wespen starben, bevor sie die Chance hatten, aus den Raupen auf die Welt zu kommen. Hämolymphe von infizierten Raupen war auch ein wirksamer Killer für Wespenlarven, der typischerweise mehr als 90 Prozent der Nachkommen zerstörte.
C. kariyai Wespenlarven überlebten auch nicht in Raupen, einschließlich des Rübenheerwurms (Spodoptera exigua), die ihre eigene PKF herstellen. Als die Forscher die Gene für die Proteine in diesen Raupen blockierten, lebten die Wespen, ein Zeichen dafür, dass die Proteine der Schlüssel zur Abwehr der Raupen sind.
Einige parasitoide Wespen, einschließlich Meteorus pulchricornis, wurden nicht von PKF von den Viren und auch von Rübenheerwürmern befallen, so dass der Wespennachwuchs in Raupen gedeihen konnte. Dieser Befund deutet darauf hin, dass die Fähigkeit zur Wespenbekämpfung artspezifisch ist, sagt Elisabeth Herniou, Insektenvirologin am CNRS und der Universität von Tours in Frankreich, die nicht an der Arbeit beteiligt war. Die Feststellung, warum einige Wespen nicht anfällig sind, könnte die Details eines langjährigen evolutionären Kampfes zwischen allen drei Arten von Organismen aufdecken.
Die Studie hebt hervor, dass „einzelne Gene das Ergebnis von [these] Interaktionen“, sagt Herniou. „Ein Virus kann dieses Gen haben und das andere Virus hat es nicht“, und das kann ändern, was passiert, wenn Virus, Raupe und Parasitoid kollidieren.