Заражённые «зомби-муравьи» не подвергаются дискриминации со стороны сородичей

Муравьи-древоточцы, заражённые специализированным паразитическим грибом, не подвергаются агрессии или изоляции со стороны своих сородичей и продолжают участвовать в распределении пищевых ресурсов колонии до тех пор, пока не покинут гнездо в последний раз, чтобы умереть. К такому выводу пришли исследователи из Университета Пенсильвании.

Результаты показывают, что хотя гриб смертелен для заражённых особей, для колонии это лишь хроническое состояние, которое не вызывает сильных защитных реакций, характерных для сообществ социальных насекомых.

Известно, что грибковые патогены рода Ophiocordyceps (так называемый «гриб-зомби») контролируют поведение рабочих муравьёв-древоточцев, заставляя их забираться на растения и вцепляться челюстями в жилки или края нижней стороны листьев. Заражённые муравьи умирают, оставаясь прикреплёнными к растению. Затем гриб прорастает и выпускает споры на лесную подстилку, где они могут заразить других фуражиров.

«Предыдущие работы предполагали, что сообщества насекомых защищают колонию с помощью социального иммунитета, — говорит ведущий автор исследования Эмилия Солá Грасия. — Считалось, что во время социального взаимодействия рабочие муравьи обнаруживают заражённых сородичей и проявляют к ним агрессию или удаляют их из гнезда. Этот гриб, который коэволюционировал со своим хозяином, развивается в заражённой особи 14–21 день, прежде чем заставить её покинуть гнездо. Вопрос в том, меняет ли патоген за это время поведение заражённых муравьёв или химические сигналы, которые они испускают?»

Чтобы проверить гипотезу о том, что заражённых особей распознают здоровые члены колонии, исследователи изучили:

• подвергаются ли заражённые рабочие нападкам со стороны сородичей;
• тратят ли они больше или меньше времени на трофаллаксис (социальный обмен пищей);
• отделены ли они пространственно от других особей внутри гнезда.

Исследователи собрали муравьёв в лесах Южной Каролины и создали в лаборатории три колонии. Каждая колония состояла из трёх групп:

1. Здоровые (необработанные).
2. Заражённые (инъецированные питательной средой, содержащей паразитический гриб).
3. Контрольные (инъецированные только питательной средой).

Муравьи были помечены уникальными точками, а над колониями была установлена модифицированная камера GoPro для круглосуточной записи.

Ключевые результаты, полученные после анализа 1240 часов видеозаписей и опубликованные в PLOS ONE:

• Не было зафиксировано атак на особей, заражённых грибом.
• Не было значимой разницы в обмене пищей между заражёнными и здоровыми муравьями.
• Заражённые особи проводили значительно больше времени внутри гнезда у входа, а также больше времени вне гнезда, чем здоровые рабочие.

«Возможно, большее времяпрепровождение вне гнезда — это ранний сигнал манипуляции гриба, которому в итоге нужно, чтобы хозяин покинул гнездо для размножения, — отмечает Солá Грасия. — Но самое важное открытие в том, что этот коэволюционировавший паразит, похоже, не влияет напрямую на социальную динамику внутри колонии».

По словам старшего автора работы Дэвида Хьюза, эти результаты вместе свидетельствуют, что здоровые особи не обнаруживают паразита внутри своих сородичей.

«Неспособность колонии обнаруживать заражённых особей позволяет грибу развиваться внутри колонии, получая при этом пищу и защиту от естественных врагов, — поясняет он. — Основываясь на наших наблюдениях, мы предполагаем, что патоген является хроническим паразитом колонии, который способен выживать, не вызывая сильных поведенческих защитных реакций. Короче говоря, паразиту удаётся оставаться незамеченным для защитных систем колонии».