Гриб-зомбификатор муравьёв: как паразит управляет поведением хозяина

Биолог Дэвид Хьюз из Университета штата Пенсильвания изучает феномен «зомбирования» насекомых паразитами, в частности, грибом Ophiocordyceps unilateralis, который управляет поведением муравьёв-древоточцев.

Суть явления

Заражённый грибом муравей покидает гнездо в кроне дерева, спускается в подлесок и примерно в 10 дюймах (25 см) от земли вцепляется мандибулами в главную жилку на нижней стороне листа. Муравей умирает, оставаясь вцепленным в лист. Через несколько дней из его головы прорастает плодоносящее тело гриба, которое рассеивает споры для заражения новых муравьёв.

Этот процесс, впервые описанный Альфредом Расселом Уоллесом в 1859 году, является примером расширенного фенотипа: поведение захваченного хозяина становится выражением генов паразита.

Механизм контроля

Исследования в тропических лесах Таиланда (2006–2007 гг.) показали, что грибная инфекция вызывает у муравья нарушение работы центральной нервной системы («пьяную» походку, конвульсии) и приводит его к месту гибели в оптимальное для гриба время — в солнечный полдень.

Используя инструменты геномики и метаболомики, учёные выявили, что гриб:

• Вырабатывает соединения, вызывающие атрофию челюстных мышц муравья, что объясняет «мёртвую хватку».
• Производит молекулы, которые играют ключевую роль в контроле над мозгом хозяина.

Эволюционная гонка вооружений

Система «паразит-хозяин» существует миллионы лет: характерные следы укуса заражённых муравьёв найдены на ископаемом листе возрастом более 48 миллионов лет.

• Защита муравьёв: Социальная структура колонии настроена на защиту королевы. Заражённых сородичей здоровые муравьи могут выносить из гнезда.
• Ответ гриба: Он эволюционировал, чтобы преодолеть эту защиту, химически заставляя муравья самостоятельно уйти из колонии.
• Специализация: Обнаружены четыре новых вида гриба Ophiocordyceps, каждый из которых поражает определённый вид муравьёв-древоточцев. Предполагается, что всего таких видов грибов может быть около тысячи.

Гиперпаразит — союзник муравьёв

Недавно обнаружен второй гриб-гиперпаразит, который атакует Ophiocordyceps, когда тот прорастает из мёртвого муравья. Этот гиперпаразит «кастрирует» гриб-зомбификатор, не давая ему распространять споры, и тем самым сдерживает его популяцию, не позволяя ему полностью уничтожить колонию-хозяина.

Исследования Дэвида Хьюза показывают, что управление поведением — сложная и «дорогая» для паразита стратегия, а взаимодействие в системе «паразит-хозяин-гиперпаразит» является частью сложного экологического баланса.