Как кордицепс может управлять муравьем

Зомби существуют! Как гриб кордицепс управляет муравьями

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

Зомбирующие грибы лишили муравьев сна и обоняния

Мертвый муравей, зараженный грибом Ophiocordyceps sp.

Katja Schulz / Flickr

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

Муравьи-зомби. Как гриб превращает муравьев в безвольных кукол

Зомби-апокалипсис — популярнейший сюжет мирового кинематографа.

Страшный вирус или бактерия превращает людей в безумных существ, пожирающих окружающих.

То, что для обычного человека лишь развлекательный сюжет, который щекочет нервы, в живой природе — реальность!

Классический пример — удивительный гриб, который превращает широко распространенных муравьев-древоточцев в настоящих зомби и вполне способен устроить зомби-апокалипсис в одном конкретно взятом муравейнике.

Кордицепс однобокий и муравьи

Древоточцы — один из крупнейших в мире родов муравьев, насчитывающий около тысячи видов.

Распространены повсеместно и хотя предпочитают обитать в лесах, встречаются даже в пустынях. Живут древоточцы на Земле давно и успели расселиться по всем континентам (кроме Антарктиды) и зоогеографическим зонам.

Как следует из названия муравейники размещают преимущественно в древесине.

Последние как минимум 50 миллионов лет в тропических лесах бедных муравьев преследует коварный паразит , который за пару недель превращает активное насекомое в бесхребетного зомби с единственной задачей: обеспечить для гриба максимально удобные условия и место для размножения.

Процесс отточен и протекает достаточно быстро:

• в течение первых 2-3 недель после заражения гриб развивается в тканях живого муравья и образует внутри его тела трехмерную сеть, оплетающую практически все внутренние органы и даже отдельные мышечные волокна. Причем, что удивительно, мозг и нервную систему насекомого гриб не трогает;

• по окончании первой фазыКордицепс начинает выделять в тело насекомого целый коктейль химических веществ (алкалоиды, спирт сфингозин , гуанидиномасляную кислоту и другие), который заставляет насекомое покинуть муравейник;
• больное насекомое начинает скитаться по округе, выбирает под управлением гриба определенное место для смерти , вцепляется жвалами в жилку листа и погибает от истощения;

• после смерти из головы муравья прорастает плодовое тело гриба (длинная ножка, на конце которой размещается коробочка со спорами), которое разбрасывает сотни тысяч спор в радиусе более чем квадратного метра.

Кордицепсу однобокому для размножения подходит очень узкий набор условий: он не может нормально развить плодовое тело высоко над землей, ни прямо на ней, ему вредны прямые лучи солнца и чрезмерная сухость воздуха.

Гриб заставляет муравья долго и тщательно выбирать место смерти: на северной стороне дерева, приблизительно на высоте 20-30 см над поверхностью земли и обязательно с нижней стороны листа.

Как ему удается это сделать и какие функции выполняет трехмерная сеть грибных гифов и гифальных телец в организме муравьев, а также выделяемые ей вещества, ученые точно не знают до сих пор.

Единственное, что ясно: паразит контролирует поведение хозяина через периферические системы и не затрагивает мозг.

Словно кукловод, который дергает за нити, управляя марионеткой, грибок контролирует насекомое, манипулируя им.

Кстати, «зомбирование» (или управление поведением) хозяина в природе встречается не так уж и редко.

Самый известный пример — кошачий паразит токсоплазма , которая лишает грызунов (промежуточного хозяина) страха перед кошками и даже заставляет их испытывать возбуждение от запаха кошачьей мочи!

Спасибо, если ставите после прочтения лайк 👍 И подписывайтесь на канал, чтобы видеть в ленте больше познавательных статей!

Источник

Зомбирующий муравьев гриб научился распознавать мозг своих жертв

Гриб-паразит, который превращает муравьев в зомби, выделяет специальный «коктейль» химических веществ, который поражает мозг насекомых только одного вида, на других муравьев он не действует, выяснили американские ученые. Первое исследование этих соединений представлено в журнале BMC Evolutionary Biology, а кратко о нем рассказывается в пресс-релизе Университета штата Пенсильвания.

Гриб кордицепс однобокий (Ophiocordyceps unilateralis) меняет поведение насекомого-хозяина: зараженный муравей-древоточец уходит из муравейника и начинает скитаться, подыскивая паразиту оптимальное место для размножения. Когда оно находится, насекомое погибает, а из его головы вырастает плодовое тело гриба, откуда потом высыпаются споры, падающие на землю и заражающие других древоточцев.

Ученые впервые обнаружили в Северной Америке паразитический гриб кордицепс. Обычно он обитает в тропическом поясе. Чтобы проверить избирательность действия паразита, они заразили им муравьев-древоточцев (Camponotus) и насекомых другого рода — формика (Formica). Оказалось, что кордицепс может убивать и формицинов, но не способен управлять их поведением.

Чтобы выяснять молекулярные механизмы этого явления, ученые извлекли мозг двух видов муравьев и поместили его в пробирку. Как и ожидалась, при контакте с этими тканями паразит выделял разные химические соединения. На мозг древоточца кордицепс реагировал несколькими сотнями неизвестных веществ. Ученым удалось определить два из них — это гуанидиномасляная кислота и сфингозин.

Гуанидиномасляная кислота является нейроактивным веществом, вызывающим конвульсии и эпилептические припадки у животных. Ее же нашли у китайского гриба Trogia venenata, контакт с которым, вероятно, ежегодно приводит к смерти нескольких десятков жителей провинции Юньнань. L-треосфингозин участвует в работе сфинголипидов, которые играют важную роль в передаче клеточного сигнала и в клеточном распознавании.

Материалы по теме

Жабий гриб

Исследователи выделили два этих вещества и подвергли муравьев-древоточцев их воздействию, однако ничего похожего на поведение насекомого под воздействием кордицепса обнаружено не было. Скорее всего, в зомби муравьев превращает комбинированное воздействие множества химических соединений, отмечают ученые.

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать /наука, история, политика, творчество/

Последние несколько лет тема зомби набирает все большей популярности. Всё чаще устраиваются флешмобы ходячих мертвецов, снимаются фильмы и сериалы, выпускаются видеоигры, комиксы, игрушки и т.д. Но мало кто знает, что зомби действительно существуют, правда, не в таком виде, как мы привыкли их представлять. Их можно встретить в тропических лесах: это муравьи и другие мелкие насекомые. Они становятся зомби после того, как их настигает кордицепс — гриб, управляющий их телом.

Поражённое насекомое, в данном случае муравей, покидает свою колонию и обосновывается на листе дерева. После того как жертва занимает удобное для манипулятора положение, гриб начинает прорастать сквозь его тело и голову.

Подобный феномен стал основой сюжета видеоигры «The Last of Us» студии Naughty Dog, где мутировавший кордицепс поразил человечество.

Давайте узнаем про этот гриб подробнее …

Фото 2.

В природе существует гриб-паразит, который заставляет муравьев-древоточцев выполнять его «приказы», превращая их в безвольных зомби. Речь идет о паразите под названием кордицепс однобокий (Сordyceps unilateralis). Обычно споры этого гриба-паразита попадают на тело муравья и прорастают внутрь его организма. Весь этот процесс сопровождается выделением в тело муравья определенных веществ алкалоидной группы, которые и заставляют муравья забыть о своих нуждах и полностью подчиниться паразиту. Пораженные этим грибом муравьи уходят из своего муравейника и начинают скитаться в одиночестве, подыскивая самое благоприятное место для жизни своего хозяина.

Именно в этом и состоит главная цель кордицепса однобокого – с помощью муравья добраться до лучшего места, где он смог бы продолжить расти. Поскольку этот паразит не может расти ни высоко в кронах деревьев, ни на земле или близко к ней, муравью дается команда отыскать место, где грибу идеально подойдет температура и влажность для размножения. Когда подходящее для паразита место найдено, муравей погибает, и из его головы вырастает гриб, образуя коробочку со спорами. Споры, осыпаясь, попадают на других муравьев, которых вскоре постигнет известная участь.

Фото 3.

Недавно ученым удалось выяснить, что этот гриб паразитирует уже 48 млн. лет, о чем свидетельствуют окаменелости, найденные в месте бывшего немецкого кратера Grube Messel.

Фото 4.

Кроме того, паразиты, подобные кордицепсу, превращают в зомби не только муравьев, но и других существ. Например, паразит Toxoplasma gondii, который вызывает у людей токсоплазмоз, управляет своими промежуточными жертвами – мышами. Обычно он вмешивается в работу определенных частей мозга мыши, лишая её страха быть съеденной кошкой.

Фото 5.

Кордицепс однобокий — один из энтомопатогенных грибов. Это такие грибы, которые поражают только насекомых. Некоторые грибы могут поражать членистоногих (пауков, например), но это скорее исключение их правил. Кордицепс однобокий поражает только муравьев, причем только одного вида — Camponotus leonardi. Грибок может заражать и другие близкородственные виды муравьев, но с меньшим репродуктивным и манипуляционным успехом.

Точно не ясно, каким именно способом споры гриба попадают внутрь муравья. Скорее всего заражение происходит через поры в клетках, или через кутикулы. Дрожжи кордицепса после попадания внутрь организма начинают активно в нем размножаться и распространятся по всему телу муравья. Предположительно, споры гриба формируют активные химические соединения, которые и влияют на мозг муравья, изменяя его поведение.

Фото 6.

Муравей покидает свою колонию и спускается на землю (этот вид муравьев обитает на деревьях). Насекомое выбирает невысокую травинку, залазит на нее и очень крепко закрепляется за центральную жилку листа. Муравей с максимальной силой ухватывается за растение мощными челюстями и ни ветер, ни дождь не может столкнуть его. После этого муравей полностью теряет контроль над своим телом и больше не двигается. Он еще не умер, но уже ничего не может сделать.

Постепенно грибок убивает муравья, а сам продолжает расти. Его корни уже проникли в мягкие ткани насекомого, прошли сквозь все тело и надежно закрепились на листе. Теперь все что осталось от муравья — это большая грибница кордицепса однобокого. Сразу же гриб начинает вырабатывать сильный противомикробный препарат, чтобы обезопасить себя от мелких падальщиков. Когда гриб надежно зафиксировался, он прорастает вверх через голову муравья. Процесс роста занимает 4-10 дней.

Фото 7.

Изменения в поведении зараженных муравьев очень специфичны. Инфицированных насекомых называют «муравьями-зомби». Они страдают от сильных судорог, из-за которых падают с деревьев и не могут найти дорогу к своему гнезду. Инстинктивно стремясь наверх муравьи залазят на невысокие растения и траву, где находят свое последнее пристанище. Если же животное не может забраться траву, то гриб перестает расти, или рост сопровождается различными аномалиями. Но животное погибает в любом случае.

Кордицепс однобокий способен уничтожить целую колонию муравьев. Насекомые выработали способность чувствовать зараженных собратьев и изгонять их из своей колонии. Если грибок проникает в гнездо, то зараженного муравья оттаскивают подальше, чтобы вся семья не погибла от эпидемии. Средняя плотность заражения грибком — 20-30 особей на м 2 .

Фото 8.

Кордицепс однобокий содержит различные известные и неиспользованные биологически активные метаболиты, и исследуется как новый источник препаратов с иммуномодулирующими, противоопухолевыми, гипогликемическими и гипохолестеринемическими свойствами.

Фото 9.

Энтомопатогенные грибы — паразитические грибы, поражающие насекомых. Иногда используются в сельском хозяйстве в качестве пестицидов, для контроля численности вредных насекомых.

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

Фото 15.

Фото 16.

Фото 17.

Фото 18.

Фото 19.

Фото 20.

Фото 21.

Фото 22.

Фото 23.

Фото 24.

Давайте вспомним что еще по теме ЗОМБИРОВАНИЯ В ПРИРОДЕ мы уже проходили : вот например Паразит парадоксальный, а вот Повелители гусениц. Вспомните еще Кто зомбирует тараканов ? и как Червь-паразит заставляет насекомых совершать самоубийство

Источник