Зомбирующие грибы лишили муравьев сна и обоняния
Чтобы превратить муравья в послушного зомби, паразитический гриб кордицепс нарушает его циркадные ритмы, систему восприятия запахов и передачу нейромедиаторов. В результате насекомое покидает муравейник, поднимается на подходящее растение и висит на нем до самой смерти. Это позволяет грибу попасть в оптимальное место для распространения спор. Описать манипуляции кордицепса на молекулярно-генетическом уровне удалось авторам статьи, опубликованной в журнале G3: Genes, Genomes, Genetics.
Многие паразиты искусно манипулируют поведением хозяина, чтобы повысить свои шансы на выживание и продолжение рода. Например, некоторые виды грибов кордицепсов из рода Ophiocordyceps заставляют зараженных муравьев покидать колонию, взбираться на растение и повисать на нем, удерживаясь челюстями. После смерти насекомого из него прорастает плодовое тело гриба. По сути, кордицепс превращает хозяина в транспортное средство для перемещения в место, идеальное с точки зрения созревания и распространения спор.
Драматичные взаимоотношения кордицепсов и муравьев получили широкую известность не только среди биологов, но и в массовой культуре. Тем не менее, у ученых все еще нет точного ответа, как именно гриб управляет поведением хозяина.
Исследователи во главе с Иэном Уиллом (Ian Will) из Университета Центральной Флориды решили рассмотреть этот вопрос на молекулярно-генетическом уровне. Они сосредоточили свое внимание на кордицепсе O. camponoti-floridani и его специфическом хозяине — муравье-древоточце Camponotus floridanus. Насекомых инфицировали спорами гриба и проверяли, как это скажется на активности генов обоих видов. Для этого ученые трижды провели секвенирование РНК паразита и хозяина — до заражения, после заражения и после смерти муравья.
Анализ выделил целый ряд генов-кандидатов, которые позволяют кордицепсу производить токсины, ферменты и вторичные метаболиты для управления поведением хозяина. Аналогичным образом в геноме муравья были выделены гены, которые служат мишенями для паразита.
Исследователи продемонстрировали, что гриб наносит удар сразу по нескольким важным функциям нервной системы хозяина. Например, он сбивает муравьиный режим дня, нарушая работу связанных с циркадными ритмами генов. Еще более разрушительно паразит воздействует на обоняние жертвы, основной канал ее общения с сородичами. В результате зараженная особь теряет связь с колонией, далеко уходит от нее и не возвращается вовремя. Дополнительный эффект оказывает вмешательство кордицепса в передачу нейромедиаторов.
На последнем этапе полученные данные сравнили с результатами аналогичного исследования, которое проводилось с другой парой паразит-хозяин — O. kimflemingiae и C. castaneus. Оказалось, что взаимоотношения различных видов кордицепсов и муравьев довольно похожи с молекулярно-генетической точки зрения. Возможно, паразитические грибы приобрели способность зомбировать муравьев один раз, а затем подстраивали ее под конкретные виды.
Кордицепсы — далеко не единственные паразиты, способные манипулировать поведением хозяев. Сегодня ученым известно, что эта черта широко распространена в природе. Больше узнать о существах, которые превращают своих жертв в настоящих зомби, можно из нашего теста «Обитель зла».
Источник
Как грибы превращают муравьев в зомби
Паразитический гриб кордицепс способен для достижения своих целей кардинально изменять поведение насекомого, буквально превращая его в зомби. О том, как это происходит, читайте в материале «Рамблера».
Чтобы превратить муравья в послушную марионетку, кордицепс проникает в организм насекомого через дыхательную систему, нарушает его систему восприятия запахов и циркадные ритмы. Таким образом умный паразит делает насекомое транспортным средством, которое доставит его в оптимальное место для распространения спор и развития.
Муравей-зомби оставляет свой муравейник, отыскивает подходящее растение, взбирается на него, находит лист с подходящей для развития кордицепса влажностью и впивается в него челюстями. В таком положении насекомое остается до самой своей гибели.
После того, как муравей погиб, его тело становится средой для созревания паразита. Вскоре из затылка насекомого появляется отросток гриба с большим количеством спор, которые затем распространяются под растением, чтобы вновь заражать проползающих мимо муравьев.
Исследователи из Университета Центральной Флориды попытались объяснить этот вопрос на молекулярно-генетическом уровне, заразив муравьев спорами кордицепса и наблюдая, как это скажется на генах и насекомого, и гриба-паразита.
В результате специалисты выявили некоторое количество гены, позволяющих кордицепсу создавать ферменты и токсины, с помощью которых ему удается оказывать воздействие на поведение зараженного муравья. У насекомых же в свою очередь были обнаружены гены-«мишени», по которым бьет кордицепс. Гриб-паразит, атакуя эти «мишени», нарушает работу связанных с циркадными ритмами генов, сбивая режим дня насекомого. Кроме того кордицепс губительно действует на обоняние муравья, а ведь именно оно является главным способом общения насекомого со своими собратьями.
Тем не менее, несмотря на множество исследований, у ученых, изучающих кордицепс и зараженных его спорами муравьев, до сих пор нет совершенно точного ответа, как именно грибу удается манипулировать поведением насекомого.
Источник
Кордицепс — грибок-паразит, который заставляет умирать муравьёв там, где ему нужно
Грибы рода кордицепс, паразитирующие на различных насекомых, известны своим умением управлять поведением жертв. Поселившись, например, в муравье, гриб влияет на его нервную систему таким образом, чтобы муравей погиб именно в том месте, где нужно грибку. Так, паразит Ophiocordyceps camponoti-rufipedis, заражающий муравьёв-древоточцев Camponotus rufipes, заставляет свои жертвы перед смертью ползти на нижнюю сторону какого-нибудь листа и умирать, впившись челюстями в жилку листа. После этого из трупа муравья гриб прорастает наружу и рассеивает споры. Такое поведение насекомого достаточно необычно, так что кордицепсы называют грибами-зомбификаторами, превращающими муравьёв в зомби, подчинённых чужой воле.
Казалось бы, чтобы гарантировать распространение спор, гриб должен, наоборот, гнать муравья в муравейник. Однако у муравьёв хорошо работает санитарная служба – если в муравейнике обнаруживается мёртвый муравей, его быстро оттаскивают на «кладбище», куда никто не ходит. Можно сказать, что у муравьёв работает социальный иммунитет. Зоологи из Университета штата Пенсильвания убедились в этом, поставив такой эксперимент: в несколько муравейников забрасывали трупы насекомых с грибом внутри. Сам опыт ставили в естественной среде, то есть с настоящими муравейниками, а не с лабораторными, причём половина из них были пустыми, то есть без муравьёв вообще.
Как пишут исследователи в своей статье в PLoS ONE, гриб не смог дать спор ни в одном случае. Если его забрасывали в муравейник с живущими в нём муравьями, то часть заражённых трупов просто исчезала – хозяева очищали дом от потенциальной заразы. Однако, что важно, паразитический грибок не мог развиваться даже в пустых муравейниках. То есть, видимо, кордицепсу мешал сам микроклимат муравьиного дома, локальные экологические условия. Так что понятно, почему гриб побуждает свою жертву отойти от муравейника.
Однако это ещё не всё. Дэвид Хьюз (David Hughes) вместе с коллегами проанализировал расположение муравьиных трупов, подвешенных к листьям, вокруг муравьиных же колоний в лесах на юго-востоке Бразилии. В течение 20 месяцев зоологи оценивали, насколько муравьи в той или иной колонии страдают от паразитов, где именно висят заражённые мертвецы и каков рисунок муравьиных троп вокруг их гнезда. Оказалось, что, хотя гриб и не стремится попасть в муравейник, он направляет муравья-хозяина поближе к главным тропинкам, ведущим в муравейник. Фактически, кордицепс заставляет муравья умирать рядом с порогом в дом: с одной стороны, на преддверную территорию социальный иммунитет муравьёв уже не распространяется, труп отсюда никто убирать не будет, с другой стороны, тут постоянно кто-то ходит, и гриб гарантированно заразит кого-нибудь своими спорами.
Однако, как отмечают авторы работы, несмотря на такое «хитроумие» паразитического грибка, это вовсе не приводило к вымиранию муравьиных колоний. То есть паразит был чем-то вроде хронического заболевания, которое можно держать в рамках, но от которого всё же нельзя полностью избавиться. Возможно, чем больше мы узнаем про взаимоотношения кордицепса и муравьёв, тем быстрее поймём, как бороться с токсоплазмой – ещё одним известным паразитом, который меняет поведение хозяев и вызывает болезнь токсоплазмоз.
Источник