Мураха, який загинув через гриб-паразит. На знімку добре видно спороносні частини гриба.
Уявіть, що паразит вторгся у ваше тіло, захопив ваші м'язи і потім повністю перехопив управління вашою поведінкою, перетворивши вас на маріонетку з м'яса і кісток. Це все може звучати як сюжет фільму жахів, але в природі такі паразити дійсно зустрічаються. На щастя, для людей вони безпечні, оскільки вражають тільки комах, переважно мурахів. Нове дослідження розкрило механізм, за допомогою якого гриби-паразити керують мурахами.
«Гриб, що перетворює мурашок на зомбі», кордіцепс однобокий, по-латинськи - Ophiocordyceps unilateralis, - паразит, що зустрічається переважно в тропічних лісах. Вперше описаний в 1859 р. британським натуралістом Альфредом Расселом Воллесом (Alfred Russel Wallace).
Після того, як паразит інфікує мураха-деревоточця, він починає керувати тілом комахи, спонукаючи її піднятися вище. Нерідко гриб змушує жертву вгризтися в стебель або в поверхню листа, де тварина і гине. Протягом 10 днів паразит продовжує розвиватися в мертвому тілі мураха, а потім спороносна частина гриба проростає крізь трупик жертви (найчастіше через голову) і починає поширювати смертельно небезпечні суперечки, заражаючи нових комах.
Це жахливо, звичайно, але нічого нового - про існування гриба, здатного контролювати поведінку мурашок-древоточців, вченим давно відомо. Однак раніше - до недавньої публікації, що з'явилася у виданні Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), вважалося, що гриб-паразит управляє жертвою, використовуючи її мозок. Тепер же дослідникам вдалося встановити, що насправді гриб оточує м'язові волокна мураха, а не його нервову систему.
Група дослідників з Університету штату Пенсільванія (The Pennsylvania State University) під керівництвом Девіда Х'юза (David Hughes) у своїй роботі використовувала електронну мікроскопію і 3D-моделювання. Вченим вдалося встановити, що клітини гриба-паразита з'єднуються між собою, формуючи особливу мережу, яка і управляє рухами мураха.
Для подальшого вивчення та аналізу отриманих даних дослідники використовували штучний інтелект і технології машинного навчання.
У результаті вони виявили, що гриб здатний керувати рухами голови, грудей, живота і ніг мураха-деревоточця, не проникаючи в його мозок.
"Ці спостереження змінюють сформовані уявлення про фенотипічні особливості паразитичних грибів. Дослідження показало, що паразит може керувати поведінкою організму господаря, не проникаючи в мозок комахи. Крім того, робота продемонструвала, що клітини паразита можуть взаємодіяти між собою, щоб змінити поведінку господаря ", - повідомляється в статті.
«Фактично, ці маніпульовані тварини були грибами в» костюмах «мурахів», - додає Девід Хьюз.
Інша стаття, опублікована в PLOS One ентомологом Каріссою де Беккер (Charissa de Bekker) з Університету Центральної Флориди (University of Central Florida), описує «біологічний годинник» паразитів. Беккер виявила, що гриб активує певні гени вдень та інші - вночі, імовірно, для того, щоб більш акуратно керувати інфікованим мурахом. Хоча результати цих досліджень більше схожі на сюжет фільму жахів, ніж на наукову роботу, насправді вони мають прикладну цінність.
«Це допоможе нам краще розібратися з механізмами, що лежать в основі найважливіших взаємодій» паразит - господар «, - підсумовує Беккер. - А таке розуміння, своєю чергою, сприятиме розробці більш ефективних стратегій біологічного контролю популяцій комах».
Крім того, хоча жоден паразитичний гриб (на щастя) не еволюціонував таким чином, щоб почати «перехоплювати» управління людським організмом, вивчення грибів-паразитів може бути корисним і для медицини. Справа в тому, що при деяких захворюваннях у пацієнтів порушується зв'язок між мозком і м'язами. І створення штучних «паразитів», які керують скелетною мускулатурою, могло б допомогти таким хворим позбутися паралічу і відновити рухливість.