Пути становления паразитизма у фитонематод отрядов Tylenchida и Aphelenchida

А.Ю. Рысс

Труды Зоологического института РАН, 2009, 313(3): 257–272 · https://doi.org/10.31610/trudyzin/2009.313.3.257

Резюме

Эволюции паразитических нематод растений свойственны следующие основные особенности: прежде всего происхождение фитонематод от сапротрофов (бактерио- и микотрофов), последовательное включение в цикл сначала растений (как факультативных, впоследствии – как облигатных хозяев), а затем насекомых-переносчиков. В ходе эволюции происходила смена факторов видообразования. У примитивных таксонов фитопаразитов видообразование сопряжено с почвенно-климатическими типами, а у наиболее продвинутых таксонов стационарных фитопаразитов – с таксонами растений–хозяев. У специализированных нематод – паразитов надземных частей растений – в циклы включены насекомые–переносчики. Именно насекомые (наиболее позднее приобретение цикла) служат факторами видообразования этих нематод. В ходе паразитарной специализации на разных этапах эволюции (параллельно и независимо в разных линиях) возникали сходные адаптации. При переходе к эндопаразитическому питанию усиливался стилет и три железы глотки увеличивались; их расположение в узком теле нематоды из одноуровневого становилось однорядным; в результате формировалась лопасть из трех желез глотки. При специализации к временному эндопаразитизму в тканях растений у самок корневых нематод происходило укорочение задней части тела и редукция расположенной в ней задней половой трубки. Всем стационарным эндопаразитам свойственно появление специализированной инвазионной стадии личинок в цикле, резкое увеличение диаметра неподвижного тела самки, заполненного гипертрофированной половой системой со зрелыми яйцами, содержащими инвазионных личинок. При переходе к стационарному паразитизму корневых нематод в разных линиях эволюции трофическая и топическая специализация к стационарному паразитизму совершенствовались независимо друг от друга. У таксонов, включивших насекомое–переносчика в жизненный цикл, формировались специализированные трансмиссивные энтомофильные стадии: в одной линии – дауер-личинки, в другой – оплодотворенные, но не яйцепродуцирующие самки. Параллелизмы в возникновении сходных адаптаций подчеркивают общие тенденции паразитарной специализации фитонематод.

Ключевые слова

Nematoda, эволюция, фитонематоды, видообразование, паразит–хозяин, переносчики, микотрофы, дауер-личинки

Поступила в редакцию 15 февраля 2009 г. · Принята в печать 1 июня 2009 г. · Опубликована 25 сентября 2009 г.

Литература

Будыко М.И. 1977. Глобальная экология. Мысль, Москва, 327 с.

Григорьев А.А. и Будыко М.И. 1956. О периодическом законе географической зональности. Доклады Академии наук СССР, 110 (1): 129–132.

Добровольский В.В. 1976. География почв с основами почвоведения: Учебное пособие для студентов географических факультетов педагогических институтов. Изд. 2-е. Просвещение, Москва, 288 с.

Кралль Э.Л. и Кралль X.А. 1978. Перестройка системы фитонематод семейства Heteroderidae на основе трофической специализации этих паразитов и сопряженной эволюции их с растениями-хозяевами. В кн.: К.М. Рыжиков (Ред.). Фитогельминтологические исследования. Наука, Москва: 39–56.

Курашвили Б.Е., Какулия Г.А. и Девдариани Т.Г. 1980. Паразитические нематоды короедов Грузии. Мецнереба, Тбилиси, 172 с.

Одум Ю. 1986. Экология. Том 1. Мир, Москва, 328 с.

Рысс A.Ю. 1981. Морфогенез женской половой системы в надсемействе Tylenchoidea (Nematoda). Паразитология, 15: 533–542.

Рысс A.Ю. 1987. Типы паразитизма фитонематод и проблема эволюции надсемейств Tylenchoidea и Hoplolaimoidea (Tylenchida). Паразитологический сборник Зоологического института АН СССР, Ленинград, 34: 169–191.

Рысс A.Ю. 1988. Корневые паразитические нематоды семейства Pratylenchidae (Tylenchida) мировой фауны. Наука, Ленинград, 368 с.

Рысс А.Ю. 2007а. Основные направления эволюции паразитизма фитонематод отряда Aphelenchida Siddiqi, 1980. Паразитология, 41: 484–511.

Рысс А.Ю. 2007б. Типы паразитизма фитонематод отрядов Tylenchida и Aphelenchida. Материалы IV Всероссийской школы по теоретической и морской паразитологии (21–26 мая 2007 г., Калининград, пос. Лесное). Издательство АтлантНИРО, Калининград: 184–185.

Рысс А.Ю. 2008. Энтомофильные личинки нематод Bursaphelenchus mucronatus (Nematoda: Aphelenchida: Parasitaphelenchidae), полученные при экспериментальном заражении переносчика Monochamus urussovi (Coleoptera: Cerambycidae). Энтомологическое обозрение, 57: 221–229.

Рысс А.Ю., Виейра П. и Мота М. 2008. История расселения видов рода Bursaphelenchus (Nematoda: Aphelenchida: Parasitaphelenchidae). Доклады Академии Наук. Общая биология, 419(1): 138–141.

Рысс А.Ю. и Чернецкая А.Ю. 2009а. Цикл развития Paraphelenchus myceliophthorus Goodey, 1958 (Nematoda: Aphelenchida). Паразитология, 43 (в печати).

Рысс А.Ю. и Чернецкая А.Ю. 2009б. Цикл развития Bursaphelenchus mucronatus Mamyia et Enda, 1979 (Nematoda: Aphelenchida). Паразитология, 43(3): 206–224.

Спиридонов С.Э. 2002. Колонизация паразитическими нематодами различных групп беспозвоночных. В кн.: С.А. Беэр (Ред.). Теоретические и прикладные проблемы паразитологии (Труды института паразитологии, Т. 43). Наука, Москва: 225–245.

Baldwin J.G., Nadler S.A. and Adams B.J. 2004. Evolution of plant parasitism among nematodes. Annual Review Phytopatholology, 42: 83–105. https://doi.org/10.1146/annurev.phyto.42.012204.130804

Hunt D.J. 1993. Aphelenchida, Longidoridae and Trichodoridae: Their systematics and bionomics. CAB International, Wallingford, Oxon, 352 pp.

Karssen G. 2002. The plant-parasitic nematode genus Meloidogyne Göldi, 1892 (Tylenchida) in Europe. Koninklijke Brill NV, Leiden, 157 pp. https://doi.org/10.1163/9789004475939

Magalhães J., Moraes N.A. and Miguens F. 2008. Nematodes of Rhynchophorus palmarum, L. (Coleoptera: Curculionidae), vector of the Red Ring disease in coconut plantations from the north of the Rio de Janeiro State. Parasitology Research, 102: 1281–1287. https://doi.org/10.1007/s00436-008-0906-7

Poinar G.O. 1972. Nematodes as facultative parasites of insects. Annual Review of Entomology, 17: 103–122. https://doi.org/10.1146/annurev.en.17.010172.000535

Rühm W. 1956. Die Nematoden der Ipiden. Parasitologische Schriftenreihe, 6: 1–435.

Ryss A. 1993. Phylogeny of the order Tylenchida (Nematoda). Russian Journal of Nematology, 1: 74–95.

Ryss A., Vieira P., Mota M. and Kulinich O. 2005 . A synopsis of the genus Bursaphelenchus Fuchs, 1937 (Aphelenchida: Parasitaphelenchidae) with keys to species. Nematology, 7: 393–458. https://doi.org/10.1163/156854105774355581

Siddiqi M.R. 1986. Tylenchida: parasites of plants and insects. CAB International, Sent Albans, 645 pp.

Siddiqi M.R. 2000. Tylenchida: parasites of plants and insects. 2nd Edition. CAB International, Wallingford, Oxon, 848 pp. https://doi.org/10.1079/9780851992020.0000

Stock P. 2004. Biology and Systematics of Nematodes, Parasites and Associates of Insects.

Stock P. 2005. Insect-parasitic nematodes: from lab curiosities to model organisms. Journal of Invertebrate Pathology, 89: 57–66. https://doi.org/10.1016/j.jip.2005.02.011

Stone A.R. 1979. Co-evolution of nematodes and plants. Symbolae Botanicae Upsalienses, 22: 46–61.

Subbotin S.A., Krall E.L., Riley I.T., Chizhov V.N., Staelens A., De Loose M. and Moens M. 2004. Evolution of the gall-forming plant-parasitic nematodes (Tylenchda: Anguinidae) and their relationships with hosts as inferred from Internal Transcribed Spacer sequences of nuclear ribosomic DNA. Molecular Phylogenetics and Evolution, 30: 226–235. https://doi.org/10.1016/S1055-7903(03)00188-X

Subbotin S.A., Sturhan D., Chizhov V.N., Vovlas N. and Baldwin J.G. 2006. Phylogenetic analysis of Tylenchida Thorne, 1949 as inferred from D2 and D3 expansion fragments of the 28S rRNA gene sequences. Nematology, 8: 455–474. https://doi.org/10.1163/156854106778493420