Двое — уже толпа, говорила Агата Кристи, и в мире насекомых это правило, похоже, обретает генетическое измерение. Секрет выживания жуков-короедов, десятилетиями опустошающих хвойные леса Северной Америки, оказался спрятан не в их собственных генах, а в грибах, которые они носят с собой, — и чем глубже учёные копают, тем более размытой становится граница между двумя организмами.

Грибной «отмычка» для древесной брони

Главные герои этой истории — лубоеды, и в частности горный сосновый лубоед Dendroctonus ponderosae, чьи атаки на хвойные породы превратили миллионы гектаров леса в бурую мёртвую зону. Но одними челюстями кору не взломать. Исследователи давно замечали, что рядом с жуками почти всегда обнаруживается гриб Grosmannia clavigera, и теперь, кажется, понимают почему: гриб работает как биохимический таран.

Когда жук вгрызается в ствол, дерево не остаётся пассивным — оно выбрасывает в место ранения коктейль из фунгицидных и антимикробных веществ, призванный убить и грибы, и самого агрессора. Лабораторные эксперименты, результаты которых опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences, показали: попав в эту отравленную среду, G. clavigera не гибнет, а запускает каскад защитных реакций на генном уровне. Гриб перекодирует выработку белков так, что те начинают разрушать токсины дерева, превращая их в безвредные, а главное — съедобные для жука соединения. Фактически, гриб не просто расчищает путь, но и сервирует обеденный стол.

Гены напрокат: когда насекомое перестаёт быть только собой

Параллельная работа другого научного коллектива добавляет к этой картине ещё более радикальный штрих. Изучая гороховую тлю и её грибных симбионтов, биологи обнаружили, что насекомое каким-то образом обзавелось генами, которых у него быть не должно. Речь идёт о генах, отвечающих за синтез каротиноидов — мощных антиоксидантов, выполняющих в организме множество функций, от защиты клеток до окраски. У самой тли таких генов отродясь не водилось, зато они прекрасно известны у грибов.

Судя по всему, за миллионы лет совместной эволюции произошёл горизонтальный перенос: фрагменты грибной ДНК встроились в геном насекомого и теперь работают на него. Тля, по сути, использует чужие гены как свои собственные, стирая грань между двумя видами. С лубоедами и G. clavigera подобного пока не доказано, но сам факт, что гриб запускает каскад экспрессии генов в ответ на атаку дерева, а жук пользуется продуктами этой экспрессии, наводит на мысль: возможно, и здесь мы имеем дело с чем-то большим, чем простое «соседство».

Тайна, которую знают трое: жук, гриб и дерево

Что остаётся за кадром — так это вопрос, кто в этой тройке главный. Жук ли использует гриб как инструмент? Или гриб манипулирует жуком, заставляя переносить себя к новым источникам пищи? А может, дерево, отбиваясь от одного врага, невольно кормит другого? Пока учёные лишь констатируют: механизм проникновения жука под кору — сложный симбиотический процесс, в котором гриб выполняет роль биохимического посредника. Но детали того, как именно жук «договаривается» с грибом и как гриб узнаёт, что пора включать защиту, остаются загадкой.

Афоризм Кристи здесь звучит с неожиданной биологической иронией. Секрет выживания лубоеда действительно знают больше чем двое — жук, гриб и, возможно, само дерево, которое своей химической атакой невольно запускает весь механизм. И чем больше участников этого заговора, тем труднее его разгадать.