Гриб-кукловод заставляет мух встречать жуткий конец

Кэролин Элия обнаружила кукловода на балконе своей квартиры в Беркли. Это был гриб, поражающий плодовых мушек, который проникает в их нервную систему и пожирает их изнутри.

В предсмертных муках зараженные мухи — словно марионетки на ниточках — покорно взбираются на возвышенность и расправляют крылья, обнажая брюшко. Это позволяет грибу максимально широко разбрызгивать свои споры для заражения новых мух.

Летом 2015 года Элия, далекая от отвращения, была взволнована, когда впервые увидела мертвых мух вокруг гниющего арбуза на балконе. Она заподозрила, что наблюдает эффект гриба, манипулирующего поведением.

После дней наблюдений рано утром и поздно вечером она подтвердила, что мух заражает именно гриб, контролирующий разум. Она быстро принесла лабораторных плодовых мушек Drosophila melanogaster, чтобы тоже их заразить.

Успех пришел только после отказа от стандартного лабораторного корма для мух, который содержит противогрибковый агент.

«Я думала, что это большая, плохая, злая штука, жаждущая заразить кучу мух, но гриб на самом деле довольно слабый», — сказала Элия.

Он также очень странный, почти как научная фантастика. «Для меня это как вторжение похитителей тел», — отметила она.

Она отнесла зараженных мух в свою лабораторию в Калифорнийском университете в Беркли, где была докторантом, и с тех пор изучает, как гриб контролирует поведение мух.

«В природе есть несколько известных примеров микроорганизмов — бактерий, грибов и простейших, — которые манипулируют поведением животных, но мы еще не понимаем, как эти организмы захватывают нервную систему животного», — сказала Элия. Теперь, благодаря Drosophila, всесторонне изученной в лаборатории, у нее есть инструменты, чтобы это выяснить.

Гриб известен уже 160 лет и называется Entomophthora muscae (родовое имя означает «разрушитель насекомых»). Вызываемое им поведение не является необычным среди грибов, поражающих насекомых. Существуют родственные грибы, которые вторгаются в муравьев, тлей, жуков и сверчков, изменяя их поведение, в том числе заставляя совершать фатальное восхождение на высоту для широкого распространения спор. У этого даже есть название: «вершинная болезнь».

«Микробы — самая инновационная часть жизни», — сказал научный руководитель Элии Майкл Айзен. «Логика подсказывает, что любое взаимодействие микробов и животных, а оно происходит постоянно, может привести к тому, что некоторые микробы найдут способы манипулировать поведением хозяина в своих интересах».

Элия уже выяснила, что гриб проникает в нервную систему мухи на ранней стадии заражения, что может быть важной подсказкой к механизму изменения поведения.

Проникая в нервную систему, гриб питается жировыми запасами мухи, пока та ведет обычную жизнь, практически не замечая вторжения. «Насколько я могу судить, мухи ничего не подозревают», — отметила Элия.

Только после потребления всего жира поведение мухи становится ненормальным, по-видимому, когда гриб вторгается и разрушает ее органы. Муха начинает больше времени проводить на возвышенностях. В конце концов, гриб, кажется, прорастает из ее хоботка и приклеивает муху к поверхности. Затем муха поднимает крылья под неестественным углом 90 градусов и замирает на месте, мертвая.

«Насколько я могу судить, он воздерживается от поедания мозга, пока не убьет муху», — сказала Элия. «Тогда же он съедает и мышцы».

Элия и Айзен опубликовали свои захватывающие находки на прошлой неделе в журнале eLife и продолжают исследования. Теперь Элия, работая постдоком в Гарварде, сосредоточена на том, как гриб заставляет муху карабкаться вверх.

В UC Berkeley Айзена и аспиранта Максвелла Койла заинтриговал обнаруженный ими вирус, который, что удивительно, заражает сам гриб, поражающий муху.