Свежие публикации
Главная / Наука и исследования / Сюрприз для ученых: гриб-паразит превращает муравьев в настоящих зомби

Сюрприз для ученых: гриб-паразит превращает муравьев в настоящих зомби

newlogin310.10.20188 6057 голосов +5 рейтинг

Знаменитый грибок, превращающий муравьев в послушных зомби, преподнес ученым ряд сюрпризов. Оказалось, что он буквально врастает в тело насекомого и пожирает его клетки, делая из муравья своеобразный "мясной доспех". У бразильских муравьев-плотников и без того нелегкую жизнь дополняет весьма странное обстоятельство – они могут превратиться в самых настоящих зомби. Это происходит благодаря заражению паразитическим грибком, споры которого прорастают в тело насекомого и влияют на его симпатическую нервную систему. Зараженный паразитом, муравей оставляет уют своего родного гнезда и отправляется блуждать в чащу леса, условия которого больше подходят грибу для полноценного созревания. Обычно муравей цепляется лапками за нижнюю сторону листа, после чего замирает, тем самым окончательно принося себя в жертву. Гриб продолжает развиваться внутри его тела, пока в конце концов не пронзит головной отдел и не высвободит новые споры. Весь этот процесс занимает примерно 10 мучительных дней, на протяжении которых большую часть времени насекомое остается в живых. Кошмар наяву, не правда ли?

Гриб-паразит превращает муравьев в зомбиНауке 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.

Из отзывов на популярных сайтах:

В животном мире вообще одни кошмары происходят, но только мы можем понять насколько всё это жутко. Да и зомби-апокалипсис уже не кажется такой уж фантастикой. Мне вот только интересно, каким образом гриб, не имеющий вообще никакого сознания способен контролировать действия муравья? И что, блин, должно было произойти во время эволюции, чтобы на свет появились такие грибы?

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.

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.

Из отзывов на популярных сайтах:

Все достаточно просто. На каком-то этапе эволюции появились грибы, которые просто селились на теле муравья и вполне возможно между ними был симбиоз, либо пассивное паразитирование. Затем в ходе эволюции в процессе появления различных мутаций у грибов, они выделяли самые различные соединения, которые по разному влияли на муравья-носителя. Те виды грибов, соединения которых влияли на мозг муравья полезным для гриба образом (например заставляли муравья ползти в лес и в более влажные места), имели преимущество в размножении, и как следствие вытесняли менее удачных своих сородичей. Примерно так и сформировался современный вид гриба-паразита. Никакого сознания тут нет – чистая эволюция.

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.

Из отзывов на популярных сайтах:

Может быть, муравей сам понимает, что заразился и уходит, чтобы не заразить свою колонию. Самому грибу было бы выгоднее оставаться в колонии и заразить множество остальных муравьев. Но так не происходит.

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.

Из отзывов на популярных сайтах:

Тут скорее всего не в сознании дело. Хз как объяснить. Ну тоесть что то типа того же как инфузория туфелька охотится на другие организмы не имея сознания. То есть здесь возможно просто какой то алгоритм. То есть например: спора вылетает из гриба, падает в траву, дохнет. Если попадает на муравья , чувствует подходящую среду, начинает расти. Затем как у вируса бешенства, выделяет в организм какие то соединения которые меняют поведение муравья, в частности заставляют его уйти в лес (вирус бешенства например вызывает у больных боязнь света и воды), возможно поэтому груб и не трогает мозг, чтобы муравей мог принимать решения. Ну а дальше все по новой. Муравью очень становится надо залезять на лист и укусить. В тело попадает сок листа что вызывает реакцию паралича челюстей(и возможно всех конечностей) и муравей остается на листе навсегда. Где там моя нобелевская премия?)

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?

6
1

Прочтите похожие статьи по теме

Исторические фото
13 742 1
50-е годы прошлого века: жизнь добрых тружеников украинского села

55 исторических фотографий. Представляем вам подборку фотографий из украинских сел начала 1950-х годов, снятых знаменитым советским фотографом Семеном Фридляндом. Семен...

Медицина и здоровье
1 670 7
Мегапопулярный Reddit рассказывает о научных открытиях. Не пропустите и прочтите!

Вы уже знаете, что врачи изобрели вакцину от кариеса? А исследования, после которых получены сперматозоиды из спинного мозга женщины? Неудивительно, если об этих...

Природа фото
25 596 3
47 фото. Топ 10: Самые сообразительные животные. Часть 1

Часть 1. Рейтинг 10-ти самых сообразительных животных на планете Земля (по версии Animal Planet). На нашей планете Земля фактически рядом с нами живет невообразимо...

Ноу-хау и полезные советы
2 670 24
Путин: "Россию никто не слушал. Послушайте сейчас" - реакция мира на новое оружие

Новое российское оружие нужно, чтобы сохранить баланс сил. Системы противоракетной обороны – будто бы оборонительное оружие, будто бы оно уменьшает риск ядерной войны.

Флора и фауна
30 237 44
Редкие таинственные дикие кошки. Вы даже не знали о существовании таких!

21 вид больших диких кошек в 41 особенной фотографии. Мы знаем о львах, тиграх, пумах, леопардах и ягуарах, но есть целый мир диких кошек вне наших знаний – особая...

Фото новости
6 147 41
Необычные фото новости: научные открытия, новые технологии и инновации

Научные открытия: редчайшая илийская пищуха, e-ink умные туфли, марсоход Opportunity, влияние чувства любви, автономный подводный город в Японии, знаменитый эксперимент...

События и даты
6 179 15
Гороскоп на 2016 год огненной Обезьяны: личная жизнь, здоровье и финансы

Гороскоп на 2016 год для всех знаков зодиака. Согласно Восточному календарю, 2016 будет годом красной огненной Обезьяны. Какие изменения вас ждут? Обезьянка – существо...

Наука и исследования
27 762 4
12 фотографий: какие животные были клонированы и какая у них судьба?

Знаменитая овечка Долли (Dolly, прожила с 5-го июля 1996 по 14-е февраля 2003) – стала первым клонированным млекопитающим. В феврале 2013 ученые отмечали 15-летие с того...

С этой публикацией также смотрят
Природа фото 42 казуальных фото. В объективе - животные
20 971 1
Настало время еще раз взглянуть на царство животных и на наши взаимодействия с бесчисленными другими видами обитателей, которые вместе с нами разделяют нашу планету. Сегодня фотографии включают в…
Девайсы и гаджеты Дорогой планшет Google Pixel Slate - не самый мощный девайс [Стоит ли покупать?]
2 405 34
Подводя итоги, у Google Pixel Slate был потенциал для того, чтобы составить конкуренцию лучшим планшетам от других производителей, но все портит политика разработчиков.
Домашние животные Желаете стать вегетарианцем? Сходите на скотобойню и не умничайте!
14 425 1
52 фотографии из разделочного цеха. Пишет Илья Варламов в своем блоге Живого Журнала: "Это важно! Предупреждаю, это фоторепортаж со скотобойни. Внутри – фотографии забоя и разделки крупного рогатого…
Продукты питания 49 фото. Сибирские пельмени. Из чего и как их делают? Фоторепортаж
19 470 1
Пишет Вадим Махоров в своем блоге на Livejournal.com: "Я недавно участвовал в пресс-туре на производственную площадку ООО «Комбинат полуфабрикатов «Сибирский гурман». Их производство достаточно…
Продукты питания Немцы в ужасе: русские экономят на продуктах питания и берут кредиты!
9 155 20
Чтобы поесть, россияне берут кредит. Ага, уже побежали! Активно обсуждаемой оказалась тема, поднятая немецкими журналистами во влиятельной газете.
Новости политики Действия Путина на Украине не смогли понизить вклады инвесторов в Россию
4 057 19
Санкции против России, введенные год назад, чтобы наказать ее за аннексию Крыма, должны были нанести серьезный удар по российскому бизнесу. Так и произошло. В 2014 году российские акции, облигации и…
События и даты Гороскоп на 2015 год козы от астролога: любовь, здоровье и деньги
11 442 1
Многим людям, которые планировали развод, удастся сохранить семью. Благополучие в 2015 году, как общества в целом, так и каждого человека, будет зависеть от умения слышать оппонентов, договариваться…
Рейтинговые публикации
Продукты питания и кулинарные рецепты с фото
Популярные публикации за месяц
Популярные теги фоторепортажей
Китай Путин Россия СССР США Украина дикая природа дикие животные домашние животные животные инфографика искусство креатив лучшие фото пейзаж приколы природа продукты питания путешествие собаки фотография дня фотоконкурс фоторепортаж фотосюжет юмор