Муравьи ведут себя, как единый организм, когда строят жизнь совместно с собратьями. По отдельности они не выживают. Ситуация меняется, когда развивается гриб-паразит на муравьях. Они тут же отделяются от колонии, но происходит это не по собственной воле. Членистоногие так поступают по причине оказываемого на них внешнего воздействия – микроорганизмы захватывают тело муравья, превращая в биомассу.
Кордицепс: строение, свойства, где обитает, чем питается
Гриб представляет группу спорыньевых, его жизнедеятельность напрямую связана с насекомыми. Название образовалось из слов cord – булава, ceps – голова (лат.). Когда гриб созревает, то появляются темно-коричневое плодовое тело, напоминающее булаву. Существует множество видов микроорганизмов, один из них паразитирует на муравьях – кордицепс однобокий. Чаще всего они обнаруживаются в тропиках, но в последнее время отмечается тенденция к распространению.
Кордицепс однобокий поражает только муравьев-древоточцев (их еще называют плотниками). Грибок зависит от хозяина, одновременно он является его властелином – управляет движениями, жизнью. Патоген строит внутри насекомого трехмерную сеть, охватывая все органы, кроме тканей нервной системы. Муравей постепенно погибает, но его хитин становится защитной оболочкой для грибка, который увеличивает тело хозяина почти вдвое.
О существовании
паразитических грибов было известно более 48 лет назад. Сегодня обнаруживаются окаменелости тех времен (на территории немецкого карьера Мессель).
Кто открыл грибковое заболевание у муравьев
Гриб на муравье обволакивает мышечные волокна – строит трехмерную сеть. Это исключает возможность для остановки развития патологического процесса. Об этом узнал ученый Девид Хьюз, открывший гриб. Он проводил обширное исследование вместе с группой энтомологов, генетиков, нейробиологов, программистов. Столь скрупулезный подход обусловлен тем, что до сих пор никому не удалось выяснить, как грибковая инфекция управляет насекомым.
Фактически гриб,
убивающий муравьев, превращает их в него же, поэтому так тщательно заботится о том, чтобы членистоногое продолжало существование как можно дольше. В ходе исследований было выяснено, что инфекция питается клетками хозяина. Она выделяет тканеспецифические метаболиты, приводящие к экспрессии генов.
Как выглядит гриб кордицепс
Когда насекомое заражается грибком, теряет внешние качества, перестает выглядеть, как муравей. Остаются лишь очертания от некогда живого членистоногого, но в нем все еще можно угадать насекомое. Через несколько недель зараженный муравей покидает гнездо, закрепляется на листке, что происходит благодаря атрофии мышц нижних челюстей. Это не позволяет ему покинуть место дислокации. Здесь, на листке, членистоногое умирает. Со временем созревает тело гриба – появляются ножки, верхушка которых напоминает булаву (коробочка со спорами).
Зомби в реальном мире: что скрывает гриб-паразит
Когда у насекомого развивается грибковое заболевание, возникают признаки, делающие насекомое похожим на зомби. Причем муравей буквально превращается в живого мертвеца. Это способствовало возникновению названия «мозговой паразит». Но со временем ученые выяснили, что паразит вовсе не касается нервных тканей, а значит, головной мозг остается нетронутым. Контроль над муравьиным зомби в реальности осуществляется посредством управления мышечными тканями – гриб внедряется непосредственно в волокна.
Когда происходит захват
тела муравья грибом кордицепс, муравей буквально превращается в паразита – часть его клеток заменяется грибными.
Признаки возникновения грибка у муравья
Понять, на какой стадии находится развитие грибка, можно с помощью специального оборудования –был создан искусственный интеллект, благодаря алгоритму которого удалось проанализировать поведение инфекции. По мере развития гриба тело насекомого видоизменяется:
- муравей увеличивается в размерах;
- из головы появляется красно-коричневое плодовое тело;
- на последних стадиях развития инфекции голова может взорваться, распространяя споры гриба;
- цвет тела насекомого меняется – становится коричневым;
- на наружных покровах видны изменения структуры тканей – появляется белесый налет;
- форма тела может преобразоваться – голова, брюшко проваливается, что обусловлено внутренним превращением насекомого в гриб.
Как понять, что у муравья грибок
Особенностью заражения инфекцией является отделение насекомого от колонии. Это несвойственно муравьям, т. к. они представляют собой социальных насекомых, которые выживают в компании собратьев. Муравейник – единая семья, где у каждого своя роль: строительство, воспитание потомства, защита провизии, гнезда, уборка территории. Возникновение тенденции к отделению от семьидолжно насторожить. Это главный симптом инфицирования. Внешние изменения возникают позднее, когда насекомое застывает на листке, вцепившись челюстями в жилу на нем.
Каких муравьев выбирает гриб-убийца
Гриб, который управляет муравьем, поражает лишь представителей одного вида – Camponotusleonardi (древоточцы). Они имеют определенные признаки, образ жизни. Владея информацией, легче определитьсимптомы заражения особей заранее, пока гриб не распространился.
Как протекает процесс заражения
Инфицирование происходит вследствие распространения спор. Заражение может случитьсяв любой момент, если насекомое оказывается в зоне поражения. Причем природа предусмотрела возможность развития насекомого при определенных условиях. Зная об этом, можно было бы сказать, что гриб чрезвычайно разумен, но он лишь выполняет заложенные функции. Микроорганизмы способны порабощать муравьев, если выполняются условия:
- температура воздуха находится на уровне +20°…+30°С, это способствует быстрому развитию грибка, превращающего муравья в зомби;
- насекомое под контролем паразита выбирает северную сторону растения, на котором вскоре зацепится жвалами, чтобы медленно умирать;
- рекомендованный уровень расположения зараженной особи – до 30 см над землей, грибок «знает», что здесь наиболее подходящие условия для развития, уровень влажности и температура отвечают требованиям.
Может ли спасти насекомое от кордицепса
Гриб поражает только особей вида муравьев-древоточцев. Известно, что он способен убить членистоногих других видов, но не имеет возможности управлять ими. Разные виды кордицепса могут представлять косвенную опасность и для других существ. В обычных условиях человек может защититься от патогенных частиц с помощью противогаза, но сложно определить, в какой момент случится заражение, а значит, единственным спасением является здоровье живого существа, будь то теплокровное, членистоногое.
Насекомым сложно противостоять грибку, т. к. они не имеют физических возможностей для защиты. Они имеют жесткий хитин, однако он не предупреждает инфицирование. Перестать заражаться насекомые могут, только если сам организм будет противостоять грибку. Но это проблематично реализовать. Такая особенность объясняет, почему паразитический микроорганизм часто беспрепятственно развивается в теле жертвы.
Какие меры надо предпринимать, чтобы колония осталась целая
Учитывая, что гриб, паразитирующий на муравьях, существует в мире многие миллионы лет, за это время с момента его возникновения насекомые научились предпринимать некоторые меры. Они не имеют технической и физической возможности лечить зараженных особей. Муравьи берут под контроль колонию, как только обнаруживаются признаки инфицирования (они способны заметить грибок раньше, чем он прорастет плодовым телом). Изгоняют зараженных особей, дают погибнуть одному или нескольким насекомым, но спасают целые семьи.
У членистоногих есть несколько недель, чтобы защитить колонию. Они общаются между собой посредством запахов, продуцируемых феромонами, которые вырабатываются организмом. При этом участвуют и гормоны. Если меняется состав пахучего вещества (на это влияет грибок), муравьи могут понять, что собрат инфицирован, т. к. у них есть генетическая память, а значит, каждое последующее поколение получает информацию о природных врагах (и грибке также), поведенческих особенностях. Муравьи косвенно знакомы с кордицепсом. Когда возникают признаки заражения, они уже готовы к встрече с ним, знают, что нужно делать.
Вопрос-ответ
Может ли паразит влиять на мозг?
Как влияет кордицепс на здоровье человека?
Кто такие энтомопатогены?
Почему животные, зараженные грибом-паразитом, перестают бояться?
Есть ли возможность вылечить муравьев, зараженных кордицепсом?
Может ли насекомое контролировать свою нервную систему во время заражения?
За какое время погибает насекомое?
Грибы управляют муравьями?
Видеоролик: как появляется гриб-паразит на муравьях
Рекомендации от мирмеколога
1. Гриб может управлять только мозгом муравьев-древоточцев. Остальных насекомых он убивает, но на данном этапе негативное воздействие заканчивается – зомби не появляется. Это обусловлено тем, что энтомопатогены чаще всего созданы для определенных хозяев. Паразиты не могут встраиваться в клетки, ткани других существ, а только тех, что определены природой для них.
2. Выбор грибка обусловлен еще и тем, что в теле муравья для него созданы подходящие условия. Для сравнения инфекция неопасна человеку, т. к. температура его тела выше допустимого порога (36,6°С). При таких обстоятельствах грибок не может развиваться, патоген погибает. Исследования, которые проводились, дали результат благодаря тому, что зараженные ткани изучались в пробирках, где уже были созданы приемлемые условия окружающей среды по рекомендациям ученых.
3. Малейшее отклонение от курса не позволит плодовому телу сформироваться, появиться, чтобы заразить других особей. По этой причине грибок контролирует перемещение муравья – он должен находиться на высоте не более 30 см и не менее 20 см, т. к. иначе показатели влажности и температуры могут измениться. Учитывая, как долго развивается грибок внутри муравья, подобные процессы не дадут результата. Это объясняет, почему грибок настолько плотно обволакивает мышечные волокна членистоногого – чтобы исключить вероятность восстановления его функций.
