Гриб-паразит «узнаёт» мозг своего хозяина-муравья

Новое исследование показывает, что паразитический гриб из рода Ophiocordyceps (так называемые «грибы-зомби»), манипулирующий поведением муравьев, выделяет сложный коктейль поведенчески активных химических веществ при контакте с мозгом своего естественного хозяина, но не при заражении других видов муравьев.

Полученные данные, указывающие на то, что гриб «знает» своего предпочтительного хозяина, дают новое представление о молекулярных механизмах этого явления.

Исследование было сосредоточено на недавно открытом виде из Северной Америки (пока обозначаемом как Ophiocordyceps unilateralis sensu lato), который обычно контролирует муравьев рода Camponotus. Ученые заразили нетипичных хозяев из того же рода муравьев и другого рода (Formica), чтобы проверить, может ли гриб, эволюционировавший для контроля одного вида, заражать и контролировать других.

Ключевые результаты:

• Гриб может заражать и убивать нетипичных муравьев, но не может манипулировать их поведением.
• Мозг целевого вида оказался ключом к манипуляции. При выращивании гриба в присутствии извлеченных и сохраненных живых мозгов разных видов муравьев выяснилось, что он ведет себя по-разному.
• Используя метаболомику, ученые смогли определить химический «диалог» между грибом и мозгом муравья.
• Были обнаружены тысячи уникальных химических веществ, большинство из которых неизвестны.
• Среди известных соединений выделились два нейромодулятора: гуанобутировая кислота (GBA) и сфингозин. Их концентрация повышалась, когда гриб выращивали в присутствии мозга своего целевого вида.

Выводы исследователей:

• Нет единственного соединения, ответственного за точный контроль поведения. Вероятно, это смесь различных химических веществ, действующих синергически.
• Поразительно, что грибы, по-видимому, «знают», когда находятся рядом с мозгом своего обычного хозяина, и ведут себя соответствующим образом.
• Это один из самых сложных примеров контроля поведения животного паразитом, при котором микроб без мозга управляет животным с мозгом.

Исследование также примечательно как первое масштабное изучение «муравьев-зомби» в Северной Америке. Новый вид гриба будет назван в честь Кима Флеминга — фотографа-натуралиста из Южной Каролины, который обнаружил оригинальные образцы и стал соавтором работы.