Platforma Sygnalizacji Agrofagów - Online Pest Warning System

Identyfikacja morfologiczna nicieni

Dla większości nicieni specyfika cech morfologicznych/anatomicznych jest wystarczająca do odróżnienia ich od innych gatunków. Do niedawna tak rozumowaliśmy również w odniesieniu do inwazyjnego węgorka sosnowca (B. xylophilus) oraz innych, zbliżonych do niego rodzimych gatunków B. mucronatus i B. fraudulentus. Główne cechy węgorka sosnowca i ich rozmieszczenie na planie ciała samców i samic przedstawiono na Ryc. 7. Jednakże, obecnie wiadomo już, że rozległe, transkontynentalne zasięgi występowania omawianych nicieni przyczyniają się do znacznego zróżnicowania genetycznego ich populacji. Ma to ważne przełożenie na zróżnicowanie zakresu przystosowań do lokalnych warunków środowiskowych oraz morfologii nicieni. W ujęciu globalnym powszechnie funkcjonujące kryterium odróżnienia potencjalnie inwazyjnego gatunku B. xylophilus od rodzimych dla Azji i Europy B. mucronatus oraz B. fraudulentus na podstawie, odpowiednio, braku, lub obecności palcowatego wyrostka (mukronu) na końcu ogona samicy okazuje sie mało precyzyjne (Ryc. 8-12).

Ryc. 7. Rozmieszczenie w obrębie ciała samic i samców głównych cech morfologicznych wykorzystywanych do identyfikacji nicieni z rodzaju Bursaphelenchus. (Na Tablicy przedstawiono główne cechy wyróżniające gatunki z grupy ‘xylophilus’ do, której należy węgorek sosnowiec, spośród pozostałych, należących do tego rodzaju)

Ryc. 8. Morfologia nicieni z rodzaju Bursaphelenchus, grupy ‘xylophilus’, mogących występować w drewnie sosny. A: Ogólny kształt samicy; B: Ogólny kształt samca; C: Rejon głowy (wargi, sztylet, bulbus i otwór wydalniczy zaznaczono strzałką); E:  Otwór płciowy samicy z wydłużoną wargą przednią (strzałka); F: Ogon samca – spikule (strzałka); G-I: Kształt typowych ogonów samic: G: Bursaphelenchus xylophilus; H: B. mucronatus; I: B. fraudulentus.

Obecnie na świecie znane są populacje B. xylophilus, które mają szeroko zaokrąglony ogon (najczęściej) (Ryc. 9.1.), lub (rzadziej) prezentują różne warianty długości mukrona, łącznie z podobnymi do tych występujących u B. mucronatus. Znany szczep B. xylophilus US10 charakteryzuje się prawie 100% obecnością wyraźnego mukrona na ogonie samic (Ryc. 9.2.). Ponadto, niektóre szczepy/izolaty B. xylophilus (np. chiński Nanjing) prezentują szeroko zaokrąglony ogon u samic hodowanych in vitro w kulturach grzybów, lub ogon zaopatrzony w wyraźny mukron u samic rozwijających się w drewnie sosny (Ryc. 9.3.). Również badane przez nas obecnie hybrydy międzygatunkowe pomiędzy B. xylophilus i B. mucronatus (do tej pory potwierdzone jedynie w warunkach laboratoryjnych) wykazują pełną gamę zmienności od szeroko zaokrąglonego zakończenia ogona do ogona z wyraźnym mukronem zbliżonym do tych występujących u B. mucronatus (Tomalak i Filipiak, 2021) .

Ryc. 9.1. Węgorek sosnowiec (Bursaphelenchus xylophilus), portugalski szczep Pt67OL „ typowy” z kultury in vivo w siewce sosny zwyczajnej / z kultury in vitro Botrytis cinerea / PDA

Ryc. 9.2. Węgorek sosnowiec (Bursaphelenchus xylophilus), amerykański szczep US10 „ z mukronem”, z kultury in vivo w siewce sosny zwyczajnej / z kultury in vitro Botrytis cinerea / PDA

Ryc. 9.3. Węgorek sosnowiec (Bursaphelenchus xylophilus), chiński szczep Nanjing:  A. z kultury in vivo w siewce sosny zwyczajnej; B. z kultury in vitro Botrytis cinerea / PDA

Podobna zmienność występuje także u dwóch pozostałych gatunków. Powszechnie występujący w Palearktyce B. mucronatus prezentuje dwa wyraźnie różniące się molekularnie genotypy: wschodnio-azjatycki i europejski. Genotypy te reprezentują dwa odrębne podgatunki omawianego nicienia i związane są z nimi również wyraźne różnice morfologiczne (Ryc. 10.). Jednakże, pomiędzy przedstawionymi typami znajduje się szereg form pośrednich, zarówno pod względem molekularnym, jak i morfologicznym. Nasze ostatnie badania wykazały, że zróżnicowanie to jest wynikiem naturalnej hybrydyzacji wewnątrzgatunkowej pomiędzy populacjami typowymi dla obu genotypów, co niekiedy skutkuje powstawaniem całkowicie nowych form istniejących cech, jak np. skrajnie długi, lub krótki mukron (Ryc. 11.).

Ryc. 10. Główne cechy morfologiczne odróżniające wschodnioazjatycki (A; C; E) i europejski (B, D F) podgatunek Bursaphelenchus mucronatus. A-B: Kształt ogona i jego zakończenia (strzałki); C-D: lokalizacja otworu wydalniczego (strzałki);  kształt grzbietowego wyrostka (condylus) na spikulach samca (strzałki).

Ryc. 11. Zakres naturalnej zmienności morfologicznej ogona samic Bursaphelenchus mucronatus, izolowanych z prób drewna sosny, pochodzących z różnych rejonów Polski:  A – Kampinos-01; B – Kiszewko-01; Lwówek-01

Również odrębne geograficznie populacje B. fraudulentus prezentują istotne różnice w zakresie niektórych cech morfologicznych (Ryc. 12.). Dlatego, uzupełniająca analiza molekularna istotnie zwiększa wiarygodność oceny

Ryc. 12. Zakres naturalnej zmienności morfologicznej ogona samic Bursaphelenchus fraudulentus, izolowanych z prób drewna sosny, dębu i olszy, pochodzących z różnych rejonów Polski.

Przytoczone przykłady jednoznacznie wskazują, że analiza wyłącznie cech morfologicznych i anatomicznych nie jest wystarczająca do w pełni wiarygodnego odróżnienia od siebie i identyfikacji mogących występować w sośnie B. xylophilus, B. mucronatus oraz B. fraudulentus. Jednakże, cechy te pozwalają spośród ponad 130 gatunków należących do rodzaju Bursaphelenchus stosunkowo łatwo wydzielić znacznie mniejszą grupę ‘xylophilus’, do której wszystkie te trzy gatunki należą. 

Do najważniejszych cech morfologicznych wyróżniających rodzaj Bursaphelenchus od większości innych rodzajów nicieni zasiedlających drewno należą: błoniaste rozszerzenie zakończenia ogona samca, tzw. torebka kopulacyjna (bursa), z boku przypominająca kształtem pazur, wargi odcięte od reszty głowy wyraźnym przewężeniem, wyraźny sztylet i okrągło-jajowatą środkową część gardzieli (metacorpus - bulbus), oraz otwór płciowy samicy umieszczony na ok. 70-75% długości jej ciała.

Wyróżniającymi dla węższej grupy ‘xylophilus’ są wyjątkowo duże (długości ponad 20 µm) spikule samca w kształcie łódki, zakończone wyraźnym, małym dyskiem (cucullus), widoczny z boku wydłużony fałd oskórka, przykrywający otwór płciowy samicy, pola boczne z 5 nacięciami na całej swojej długości, oraz charakterystyczne ułożenie brodawek ogonowych u samca. Wszystkie wymienione tutaj cech przedstawiono na Ryc. 7-8.

Wobec braku innych, stałych cech odróżniających te gatunki analiza morfologiczna może okazać się zawodna. Dlatego, niezbędne jest możliwie najszersze wykorzystywanie analiz molekularnych, które zwykle dają jednoznaczną odpowiedź, lecz ze względu na ich wysokie koszty nadal pozostają mało dostępne dla szerszej praktyki.