Наверное, в мире не существует человека, который ни разу в своей жизни не смотрел фильмы о зомби — мертвых существах, которые совершенно по разным причинам ожили и начали охотиться на живых созданий. Некоторым людям в это трудно поверить, что ожившие мертвецы реально существуют и представляют собой муравьев, зараженных паразитирующим грибком под названием кордицепс. Ранее ученые были уверены, что опасный грибок управляет телами насекомых проникая в их мозг, но все оказалось гораздо проще — он контролирует только мышцы.
Американские биологи узнали об этом, изучив поведение паразитирующего грибка вида Ophiocordyceps. В ходе наблюдений они выяснили, что оказавшись на теле муравья, споры грибка пробивают его твердую оболочку и проникают внутрь насекомого, полного липким веществом. В нем располагаются так называемые гифальные трубки, которые пронизывают все тело муравья и даже мышцы. Захватив контроль над мышцами, грибок может управлять движениями насекомого.
Грибок превращает насекомых в зомби
Используя микроскоп, ученые заметили, что грибок полностью уничтожает сарколемму — поверхность мышечных волокон. При этом места соединения мышц с мозгом остаются целыми и невредимыми, и это говорит о том, что паразит каким-то образом все же взаимодействует с мозговыми импульсами. Как именно это происходит, ученым пока не ясно, но зато они теперь точно знают, что превращение муравья в зомби происходит без непосредственного проникновения грибка в мозг.
Муравьиные мышцы, захваченные грибком-паразитом
Захватив контроль над телом муравья, грибок кордицепс заставляет его подняться на самую высокую ветку. После достижения вершины происходит нечто еще более удивительное — повинуясь командам грибка, муравей кусает ветку с такой силой, что его голова разрывается на части. Насекомое, разумеется, окончательно умирает, но споры паразитирующего гриба, накопившиеся в его голове, падают с высокой ветки вниз и заражают находящихся ниже муравьев.
Это интересно: Ученые рассказали, где спрятаться от зомби
То, что грибок превращает насекомых в зомби не воздействуя напрямую на мозг, а в первую очередь захватывая мышцы — большое научное открытие. Несмотря на это, паразитирующие грибы все равно остаются крайне загадочным царством живой природы с чертами как растений, так и животных. Например, ученым до сих пор не ясно, почему внутри зараженных насекомых образуются маленькие пузырьки. Некоторые эксперты считают, что эти крохотные частички выделяют вещества, необходимые для управления чужими телами. Возможно, оно так и есть, но этот вопрос важно изучить подробнее.
Противопоказания к применению
Препараты с мицелием кордицепса противопоказаны людям с индивидуальной непереносимостью действующего компонента, гипертонией и кровотечениями. Запрещено принимать препарат детям, возраст которых не достиг 12 лет. Нельзя пить добавку беременным и кормящим женщинам, при эпилепсии, повышенной чувствительности к компонентам препарата
С осторожностью следует принимать препарат лицам, использующим бронхолитики и антикоагулянты. И всем лицам без исключения следует перед употреблением данного средства проконсультироваться с врачом
Возможные побочные эффекты
Несмотря на благотворное влияние биодобавки на организм, Кордицепс может давать побочный эффект. Прежде всего это аллергическая реакция на действующее вещество препарата, которая может сопровождаться высыпаниями на коже, зудом и отеками конечностей. Из-за тонизирующих свойств у людей с гипертонией может повышаться артериальное давление, усиливаться сердцебиение, возникать головокружение, тошнота. В редких случаях китайский гриб может спровоцировать нарушение в функционировании внутренних органов.
Комментарий эксперта Анастасия Родионова Дипломированный биолог В целом препарат переносится людьми хорошо и редко вызывает побочные эффекты. Но не стоит забывать перед употреблением капсул консультироваться с лечащим врачом.
Грибы-паразиты в России
Как бы неожиданно это не звучало, паразитирующие грибы существуют и в России. Их наверняка видел каждый — в лесу, на коре некоторых деревьев можно заметить довольно большие наросты. Ими являются грибы трутовики, которые хоть и не заражают людей и животных для последующего контролирования их тел, но все же являются паразитами.
Гриб трутовик
Споры этого грибка проникают внутрь дерева сквозь расщелины и распространяются по всей древесине, разрушая ее. Зараженные трутовиками деревья легко ломаются и, соответственно, живут не так долго, как могли бы.
Кордицепс однобокий и муравьи
Древоточцы
— один из крупнейших в мире родов муравьев, насчитывающий около тысячи видов.
Распространены повсеместно и хотя предпочитают обитать в лесах, встречаются даже в пустынях. Живут древоточцы на Земле давно и успели расселиться по всем континентам (кроме Антарктиды) и зоогеографическим зонам.
Красногрудый муравей-древоточец (фото Joni Räsänen, Flickr.com)
Как следует из названия муравейники размещают преимущественно в древесине.
Последние как минимум 50 миллионов лет в тропических лесах бедных муравьев преследует коварный паразит
,
который за пару недель превращает активное насекомое в бесхребетного зомби
с единственной задачей: обеспечить для гриба максимально удобные условия и место для размножения.
Как появляются пауки-зомби?
В ходячих мертвецов могут превратиться не только насекомые, но и членистоногие пауки. Известно, что они превращаются в зомби после нападения особого вида ос, которые откладывают на их спинах яйца. Вылупившиеся личинки впрыскивают в тела пауков вещество, которое заставляет их производить особенно прочный вид паутины, из которого плетется безопасный кокон для спокойного развития осиных личинок.
Боитесь живых мертвецов? В США продается оружие против зомби
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих материалов нашего сайта!
Кордицепс однобокий: морфология и жизненный цикл
Место обитания этого гриба-паразита в течение почти 50 миллионов лет – тропические леса африканского континента, Бразилии и Таиланда. Он создает свою грибницу не где-нибудь, а в теле муравья, хотя иногда его жертвами могут становиться гусеницы бабочек, пауки, муравьи.
Этот гриб, как и другие, распространяется спорами. Муравей, зараженный его спорой, служит грибу источником питания: спора прорастает в его тело, пускает внутрь него корни и паразитирует на нем до тех пор, пока не наступит стадия зрелости у гифов мицелия.
По размерам развитый гриб превосходит размеры носителя в несколько раз, а сам хозяин вначале превращается в зомби, а затем погибает.
На фото и видео этот процесс хорошо виден.
Но самое интересное в заключается в том, как изменяется поведение зараженного муравья. Ученые-биологи назвали их муравьями-зомби, потому что муравей ведет себя совершенно нетипично.
Объясняется это воздействием на его мозг активных химических соединений, вырабатываемых спорами. Основным объектом, который выбирает кордицепс однобокий, являются муравьи-древоточцы вида Camponotus leonardi, обитающие на деревьях.
Зараженный муравей уходит из своей колонии, а на земле залазит на травинку или невысокое растение и с помощью своих мощных челюстей намертво закрепляется на центральной жилке.
Характерно, что если муравью не удается забраться на траву, то рост гриба прекращается, но муравей все равно погибнет.
Он полностью перестает контролировать свое тело и не совершает больше никаких движений. При этом он еще жив, но фактически уже превратился в грибницу.
А вот кордицепс однобокий начинает интенсивно расти: вначале его корни пронизывают тело муравья и как следует фиксируются на листе, после чего через голову насекомого гриб прорастает вверх, хотя иногда его «всходы» отмечаются на всем теле.
Сразу после фиксации гриб, чтобы не стать жертвой мелких падальщиков, начинает выработку сильного противомикробного препарата.
Кордицепс однобокий, заразив одного муравья, может уничтожить всю их колонию. Однако у муравьев выработалось поразительное чутье на этого паразита, и они, обнаружив зараженного муравья, стараются оттащить его подальше во избежание гибели от эпидемии всей колонии. Обычно обнаруживается около 20-30 зараженных особей на 1 кв. метр.
Зомби в реальном мире: что скрывает гриб-паразит
Науке уже давно известен этот феномен, однако до сих пор ученые долго не могли понять, как именно паразитический гриб O. unilateralis играет свою роль кукловода. Его часто называли «мозговым паразитом», однако новое исследование, опубликованное на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, опровергает данную теорию. Оказалось, что как раз мозг насекомого остается неповрежденным, а контроль за своим хозяином паразит осуществляет путем внедрения в мышечные волокна по всему телу! По сути, зараженный муравей становится для гриба своего рода «мясными доспехами» и средством передвижения, а часть клеток тканей муравья в процессе заменяются на грибные.
Чтобы сделать это удивительное открытие, Дэвид Хьюз (а именно он впервые обнаружил гриб-паразит) начал обширное исследование, в котором приняла участие международная команда энтомологов, генетиков, программистов и нейробиологов. Цель работы состояла в том, чтобы изучить клеточные взаимодействия между паразитом и его хозяином в ходе критической стадии жизненного цикла первого — той, во время которой муравей вцепляется в лист своими мощными мандибулами.
Стадии заражения муравья паразитическим грибом
Ведущий автор исследования, Маридель Фредериксен, кандидат в докторанты в Университете Базельского зоологического института, Швейцария, заявила, что грибок выделяет тканеспецифические метаболиты в организм хозяина, вызывая тем самым изменения в экспрессии генов. Это также приводит к атрофии мышц нижней челюсти муравья, чтобы тот уже никогда не смог разжать их и позволить своему телу упасть на землю — это вызвало бы преждевременную гибель хозяина или подвергло бы паразита лишнему риску. Впрочем, до начала работы ученые не знали, как именно грибок координирует свои действия, чтобы так ловко манипулировать организмом хозяина.
Может ли паразит влиять на мозг?
До сих пор неизвестно, как именно гриб заставляет муравья двигаться по направлению конкретного листа. Ученые полагают, что факт целостности мозга — это на самом деле ключ к решению головоломки: гриб использует потенциал муравьиного мозга достаточно долго, чтобы тот был жив и смог самостоятельно найти подходящую «площадку» для размножения паразита. Другая теория заключается в том, что гриб косвенно влияет на мозг, в частности на его сенсорные функции, чтобы «управлять» муравьями и заставлять их уходить в лес.
Гаймодо Чарисса де Беккер, энтомолог из Университета Центральной Флориды, не принимавшая участия в новом исследовании, уверена, что проделанная работа подтверждает тот факт, что гриб может контролировать хозяина с помощью специальных секреционных соединений, которые играют роль нейромедиаторов. На это указывают в первую очередь данные, полученные при изучении грибкового генома.
Почему для нас это так важно? Понимание механизма зомбирования открывает целый ряд перспектив. В первую очередь, это синтез новых биологически активных соединений, которые могут быть использованы в качестве мощных лекарственных средств. Кроме того, ученые обратили внимание на то, что у гриба Ophiocordyceps kimflemingiae (родственного гриба-паразита) проявляются признаки активности в рамках «биологических часов»: одни гены гриба активны в дневное время, другие — в ночное. Судя по всему, ночью гриб активирует секрецию белков, которые могут взаимодействовать с мозгом хозяина, таким образом обеспечивая собственное доминирование над его нервной активностью. Кто знает, может быть в будущем подобный коктейль из имплантов и нейромедиаторов даст нам возможность управлять мозгом человека и, таким образом, раскрыть все его секреты?
Процесс отточен и протекает достаточно быстро:
- в течение первых 2-3 недель после заражения гриб развивается в тканях живого муравья
и образует внутри его тела трехмерную сеть, оплетающую практически все внутренние органы и даже отдельные мышечные волокна. Причем, что удивительно, мозг и нервную систему насекомого гриб не трогает;
Гифы и гифальные тельца гриба вокруг мышечного волокна муравья (3d модель David P. Hughes, PNAS)
- по окончании первой фазыКордицепс начинает выделять в тело насекомого целый коктейль химических веществ
(алкалоиды, спирт сфингозин , гуанидиномасляную кислоту и другие), который заставляет насекомое покинуть муравейник;
- больное насекомое начинает скитаться по округе, выбирает под управлением гриба определенное место для смерти
, вцепляется жвалами в жилку листа и погибает от истощения;
Под управлением Кордицепса муравей вцепляется в жилку на нижней стороне листа
- после смерти из головы муравья прорастает плодовое тело гриба
(длинная ножка, на конце которой размещается коробочка со спорами), которое разбрасывает сотни тысяч спор в радиусе более чем квадратного метра.
Гриб, выросший из тела муравья (фото David P. Hughes, wikimedia.org)
Кордицепсу однобокому для размножения подходит очень узкий набор условий: он не может нормально развить плодовое тело высоко над землей, ни прямо на ней, ему вредны прямые лучи солнца и чрезмерная сухость воздуха.
Гриб заставляет муравья долго и тщательно выбирать место смерти: на северной стороне дерева, приблизительно на высоте 20-30 см над поверхностью земли и обязательно с нижней стороны листа.
Плодовое тело гриба. (Кордицепс однобокий, фото entomology.umd.edu)
Как ему удается это сделать и какие функции выполняет трехмерная сеть грибных гифов и гифальных телец в организме муравьев, а также выделяемые ей вещества, ученые точно не знают до сих пор.
Единственное, что ясно: паразит контролирует поведение хозяина через периферические системы и не затрагивает мозг.
Словно кукловод, который дергает за нити, управляя марионеткой, грибок контролирует насекомое, манипулируя им.
Кстати, «зомбирование» (или управление поведением) хозяина в природе встречается не так уж и редко.
Самый известный пример — кошачий паразит токсоплазма
, которая лишает грызунов (промежуточного хозяина) страха перед кошками и даже заставляет их испытывать возбуждение от запаха кошачьей мочи!
