Статья, опубликованная в журнале Annals of the Entomological Society of America, предлагает наиболее детальный на сегодняшний день взгляд на то, как развивается эта необычная муха и как она рождает живых детёнышей — редкое явление среди мух.
Исследование, проведённое под руководством студента-бакалавра Паркера Хендерсона из колледжа Сент-Олaf, позволило получить замечательные сведения о репродуктивной биологии Ormia ochracea — паразитической мухи, известной своей способностью находить поющих сверчков с помощью сверхточного направленного слуха.
Используя комбинацию препарирования, флуоресцентного окрашивания и микроскопии, команда задокументировала, как самки O. ochracea переносят развивающихся эмбрионов в структуре, подобной матке, и выкармливают их внутри себя до тех пор, пока они не вылупятся в полностью сформированных личинок. Затем эти личинки помещаются непосредственно на сверчков-хозяев, проникают внутрь и завершают своё развитие в теле сверчка, в конечном итоге убивая хозяина.
В исследовании описывается, как эмбрионы значительно вырастают в утробе матери, вероятно, получая материнское питание во время развития. Этот репродуктивный способ известен как аденотрофический вивипария. Также обнаружена удивительная способность к частичному партеногенезу: неоплодотворённые яйца от девственных самок проходят ранние стадии развития, включая деление ядер и зачатки формирования узора, хотя и не завершают формирование личинки.
Команда также обсуждает, как это внутреннее эмбриональное развитие создаёт технические проблемы для генетических манипуляций, повышая вероятность того, что будущие генетические инструменты могут быть нацелены на сперматозоиды, а не на яйцеклетки.
«Эта работа подчёркивает необычайную и недооценённую сторону биологии Ormia», — сказал Эрик Коул, старший автор и профессор биологии в колледже Сент-Олaf. «Сложность их репродуктивной стратегии поднимает увлекательные вопросы о развитии насекомых и эволюции хозяина и паразита».
Понимание того, как размножаются такие паразиты, как O. ochracea, и взаимодействуют со своими хозяевами, помогает учёным лучше понять более широкую экологическую и эволюционную динамику, включая динамику, имеющую отношение к сельскому хозяйству, переносчикам болезней и борьбе с вредителями.
На самом деле, направленный слух Ormia уже повлиял на разработку слуховых аппаратов и акустических датчиков. Более того, привлечение студентов-бакалавров к подобным исследованиям повышает научную грамотность и общественное понимание науки.
Для Хендерсона, который выполнил проект в рамках своей подготовки к обучению в бакалавриате, опыт стал преобразующим. «Руководство этим проектом заставило меня осознать, что я хочу продолжить карьеру в научных исследованиях», — сказал он. «Именно такая практическая работа оживляет науку. Именно так вы учитесь мыслить как учёный и вносить свой вклад в новые знания».
Хендерсон также является соавтором сопутствующей статьи из лаборатории Ли по изучению нейронных систем и поведения, возглавляемой Норманом Ли, доцентом и директором программы неврологии.
Исследование опубликовано в том же номере Annals of the Entomological Society of America. В статье изучается, как конкуренция за ресурсы между личинками влияет на результаты развития у Ormia ochracea, что ещё больше расширяет наше понимание сложной истории жизни и экологии этого вида.
Коул и Ли выступают в качестве старших авторов исследования репродуктивной анатомии и эмбриогенеза. Оба преподавателя подчёркивают, что опыт научных исследований для студентов-бакалавров, подобный этому, имеет важное значение для развития науки и подготовки следующего поколения специалистов STEM.
«Исследования для студентов-бакалавров не только приводят к значимым открытиям, но и способствуют воспитанию будущих учёных», — сказал Ли. «Продолжение инвестиций в студенческие исследования имеет важное значение как для научной деятельности, так и для формирования более способной рабочей силы в STEM».
Он добавил: «Результаты также закладывают основу для будущих генетических исследований и исследований развития у Ormia — вида, уже хорошо известного в нейроэтологии своей миниатюрной, высоконаправленной слуховой системой и точным поведением в поисках хозяина».
Предоставлено: колледжем Сент-Олaf.