Муравьи зомби
Гриб, который управляет муравьем, стал настоящим природным феноменом. Принцип деятельности паразита взяли за основу художественных фильмов, компьютерных игр. Существует более 48 млн. лет, получил название кордицепс однобокий. Заражает определенный вид муравьев, превращает их в зомби.
Процесс заражения
Кордицепс распространен в странах с тропическим климатом. Заражает древесных муравьев. Каким образом это все происходит, точно выяснить не удалось. Предположительно через кутикулы, кожный покров с помощью спор.
Зомбирующий муравьев кордицепс, размножаясь в теле жертвы, выделяет вещества, влияющие на его мозговую деятельность. Существенно меняется поведение, наблюдаются мышечные спазмы, судороги.
Интересный факт!
Управляемый кордицепсом инфицированный член многочисленной колонии изгоняется обществом, либо покидает муравейник добровольно. Вся его дальнейшая жизнь подчиняется командам паразита. Гриб управляет муравьем, заставляя его подыскивать оптимальное место для своего существования. С определенной освещенностью, влажностью, температурой.
Команды для зомби
Гриб в муравье растет, поражает внутренние органы, головной мозг. В таком состоянии насекомое не способно думать, следовать природным инстинктам. Больное существо ведет себя таким образом, чтобы кордицепс продолжил свое существование.
Муравьи зомби сваливаются с деревьев, мышечные спазмы не дают им преодолевать большую высоту. По непонятным для них причинам, забираются на растение, крепко цепляются челюстями, конечностями. Вывести из такого положения насекомого не может ни дождь, ни ветер. Зомбированное существо еще не мертво, но уже близко к тому.
Гриб растет из муравья, оказавшись в благоприятных для себя условиях. Поражает внутренние органы, выходит через голову. Формируется коробочка с порами, готовая заражать других насекомых. Кордицепс безжалостно поджидает следующую жертву, оставаясь на поверхности растения.
Площадь поражения составляет 30 особей на 1 кв. м. За короткое время гриб кордицепс способен зомбировать целую колонию. Живые существа каким-то образом научились вычислять инфицированного члена семьи, изгоняют без угрызений совести, пытаясь спасти свою жизнь. Инфицированное насекомое неизменно погибает.
Источник
masterok
Помните я вам рассказывал про гриб-паразит, который поражает насекомых, например муравья, и тот покидает свою колонию, обосновывается на листе дерева. После того как жертва занимает удобное для манипулятора положение, гриб начинает прорастать сквозь его тело и голову.
Тут то текстом с картинками было жутко на это смотреть, а вот вам видео:
Науке уже давно известен этот феномен, однако до сих пор ученые долго не могли понять, как именно паразитический гриб O. unilateralis играет свою роль кукловода. Его часто называли «мозговым паразитом», однако новое исследование, опубликованное на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, опровергает данную теорию. Оказалось, что как раз мозг насекомого остается неповрежденным, а контроль за своим хозяином паразит осуществляет путем внедрения в мышечные волокна по всему телу! По сути, зараженный муравей становится для гриба своего рода «мясными доспехами» и средством передвижения, а часть клеток тканей муравья в процессе заменяются на грибные.
Чтобы сделать это удивительное открытие, Дэвид Хьюз (а именно он впервые обнаружил гриб-паразит) начал обширное исследование, в котором приняла участие международная команда энтомологов, генетиков, программистов и нейробиологов. Цель работы состояла в том, чтобы изучить клеточные взаимодействия между паразитом и его хозяином в ходе критической стадии жизненного цикла первого — той, во время которой муравей вцепляется в лист своими мощными мандибулами.
Ведущий автор исследования, Маридель Фредериксен, кандидат в докторанты в Университете Базельского зоологического института, Швейцария, заявил, что грибок выделяет тканеспецифические метаболиты в организм хозяина, вызывая тем самым изменения в экспрессии генов. Это также приводит к атрофии мышц нижней челюсти муравья, чтобы тот уже никогда не смог разжать их и позволить своему телу упасть на землю — это вызвало бы преждевременную гибель хозяина или подвергло бы паразита лишнему риску. Впрочем, до начала работы ученые не знали, как именно грибок координирует свои действия, чтобы так ловко манипулировать организмом хозяина.
Исследования и открытия
Для проведения исследования ученые заразили муравья-плотника O. unilateralis. При этом некоторые особи получили дозу менее опасного, не зомбирующего грибкового патогена, известного как Beauveria bassiana — они служили в качестве контрольной группы. Сравнивая динамику заболевания, вызванного этими двумя грибами, исследователи смогли выделить специфические физиологические проявления деятельности O. unilateralis у муравьев.
С помощью электронных микроскопов, группа создала трехмерную модель, позволяющую определять местоположение, численность и активность грибковых тканей внутри тел насекомых. Для этого были взяты образцы этих тканей размером всего 50 нм, а наблюдение велось с помощью приборов, способных мониторить и обрабатывать изображение с частотой 2000 раз за 24 часа. Чтобы проанализировать внушительный объем поступающих данных, ученые обратились к искусственному интеллекту: алгоритм, основанный на глубоком обучении, в ходе анализа выделял различия в деятельности грибковых и муравьиных клеток. Это позволило исследователям наглядно увидеть то, на какой стадии заболевания ткани организма все еще принадлежали насекомому, а где уже были преобразованы в гриб.
Результаты оказались одновременно чрезвычайно интересными и пугающими. Клетки O. unilateralis распространялись по всему телу муравья, от головы и грудного отдела до живота и ног. Более того, они были взаимосвязаны, создавая своего рода коллективную биологическую сеть, которая и контролировала поведение муравьев. Хьюз отметил, что под конец высокий процент клеток в организме хозяина превратился в клетки гриба — тот буквально сделал насекомое частью самого себя.
Но самое удивительное заключалось в том, что мозговая ткань осталась… нетронутой. «Обычно поведение животных контролируется мозгом, передающим сигналы мышцам, но результаты нашего исследования показывают, что паразит контролирует поведение хозяина с помощью периферических систем», объясняет Хьюз. «Почти как кукловод, тянущий за нитки, чтобы управлять движениями марионетки, грибок также контролирует мышцы муравья, манипулируя конечностями и мандибулами хозяина».
Может ли паразит влиять на мозг?
До сих пор неизвестно, как именно гриб заставляет муравья двигаться по направлению конкретного листа. Ученые полагают, что факт целостности мозга — это на самом деле ключ к решению головоломки: гриб использует потенциал муравьиного мозга достаточно долго, чтобы тот был жив и смог самостоятельно найти подходящую «площадку» для размножения паразита. Другая теория заключается в том, что гриб косвенно влияет на мозг, в частности на его сенсорные функции, чтобы «управлять» муравьями и заставлять их уходить в лес.
Гаймодо Чарисса де Беккер, энтомолог из Университета Центральной Флориды, не принимавшая участия в новом исследовании, уверена, что проделанная работа подтверждает тот факт, что гриб может контролировать хозяина с помощью специальных секреционных соединений, которые играют роль нейромедиаторов. На это указывают в первую очередь данные, полученные при изучении грибкового генома.
Почему для нас это так важно? Понимание механизма зомбирования открывает целый ряд перспектив. В первую очередь, это синтез новых биологически активных соединений, которые могут быть использованы в качестве мощных лекарственных средств. Кроме того, ученые обратили внимание на то, что у гриба Ophiocordyceps kimflemingiae (родственного гриба-паразита) проявляются признаки активности в рамках «биологических часов»: одни гены гриба активны в дневное время, другие — в ночное. Судя по всему, ночью гриб активирует секрецию белков, которые могут взаимодействовать с мозгом хозяина, таким образом обеспечивая собственное доминирование над его нервной активностью. Кто знает, может быть в будущем подобный коктейль из имплантов и нейромедиаторов даст нам возможность управлять мозгом человека и, таким образом, раскрыть все его секреты?
Источник
Зомби существуют! Как гриб кордицепс управляет муравьями
Заражённый муравей уходит из колонии, забирается на дерево на 25 — 30 см от земли и закрепляется на листе, впиваясь в центральную жилку.
Мало кто знает, что зомби действительно существуют, правда, в непривычном виде. Они не ходят и не пожирают мозги. И магия колдунов Вуду тут вовсе не причем. Создавать зомби научился обычный гриб! Правда, зомбирует он не людей, а муравьев. Не так давно группа биологов под руководством Дэвида Хьюджеса из Пеньсильванского университета обнаружила в лесах Бразилии четыре новых вида грибов, которые превращают муравьев в зомби. Все они относятся к роду кордицепс. И все они растут только на телах насекомых. Странно? А то!
Кордицепс изменяет поведение организма – хозяина, манипулируя им. Простым языком – это паразит. Он неизвестным пока науке образом чувствует приближение муравья за несколько метров, после чего выбрасывает споры в направлении жертвы. Предполагается, что его клетки содержат рецепторы, реагирующие на летучие вещества, испускаемые муравьем. Одни кордицепсы живот только на определенных видах муравьев, а другие обстреливают спорами любой вид этих перепончатокрылых без разбору.
Споры кордицепсов клейкие. Они быстро прорастают сквозь хитиновый панцирь насекомого. При этом муравей становится вялым, перестает общаться с сородичами и выполнять работы внутри муравейника. Ученые считают, что споры кордицепса выделяют алкалоиды, тормозящие работу нервной системы муравья. Но в целом механизм подчинения жертвы грибом для своих целей пока не понятен.
Заражённый муравей уходит из колонии, забирается на дерево на 25 — 30 см от земли и закрепляется на листе, впиваясь в центральную жилку. После этого гриб прорастает сквозь тело муравья, а из головы насекомого вырастает плодовое тело гриба. После смерти муравья гриб продолжает расти внутри его тела до образования спор. Он превращает внутренности насекомого в сахара, которые способствуют росту кордицепса. При этом мускулы остаются нетронутыми, что позволяет телу муравья продолжать держаться за лист. Кутикула муравья выступает в свою очередь неким защитным футляром.
Предполагается, что кордицепс заставляет свою жертву уходить из муравейника из-за соображений своей безопасности. Если бы он начал прорастать прямо в муравейнике, то сородичи муравья могли бы заметить это и уничтожить опасного зомби, а заодно и сам гриб. Насекомые чувствуют зараженных собратьев и изгоняют их из своей колонии. Средняя плотность заражения грибком — 20-30 особей на м 2 . Кстати, крепление муравьев на высоте до 30 см тоже легко объяснить. Во бразильском лесу при 95% влажности и высокой температуре на такой высоте создаются идеальные условия для размножения грибов. А в муравейниках сухо и холодно.
Люди научились извлекать пользу из кордицепсов. В Восточной Азии и Южной Америке из них изготавливают лекарство для лечения хронического бронхита, бессонницы, гипертонии, пневмонии, легочной эмфиземы и туберкулеза. Отвары из грибов применяют для снятия усталости и слабости после болезни, при анемии и кашле. Кордицепс содержит различные известные и неиспользованные биологически активные метаболиты, и исследуется как новый источник препаратов с иммуномодулирующими, противоопухолевыми, гипогликемическими и гипохолестеринемическими свойствами.
Как не странно, но тот гриб не единственный представитель флоры и фауны, кто обладает зомбирующими качествами паразита. Например, кошачий паразит токсоплазма вызывает у людей токсоплазмоз. Он умеет управлять промежуточными хозяевами – мышами, которые под влиянием паразита добровольно и бесстрашно кидаются в кошачьи лапы. Токсоплазма поражает мышиный мозг, затрагивая только нужные ему участки. Токсоплазмами заражены от 30 до 60 % людского населения планеты. Инфицированные токсоплазмой люди склонны нарушать установленные правила и совершать безрассудные поступки. У них отмечается замедленная реакция, постоянное чувство тревоги и невротизм.
Источник