5465

Зомбирующий гриб оказался куда опаснее, чем считали ученые: абсолютный паразит

Зомбирующий гриб оказался куда опаснее, чем считали ученые: абсолютный паразит Наука, Грибок, Зомби, Муравьи, Популярная механика, Длиннопост, Кордицепс

Знаменитый грибок, превращающий муравьев в послушных зомби, преподнес ученым ряд сюрпризов. Оказалось, что он буквально врастает в тело насекомого и пожирает его клетки, делая из муравья своеобразный «мясной доспех».
У бразильских муравьев-плотников и без того нелегкую жизнь дополняет весьма странное обстоятельство — они могут превратиться в самых настоящих зомби. Это происходит благодаря заражению паразитическим грибком, споры которого прорастают в тело насекомого и влияют на его симпатическую нервную систему. Зараженный паразитом, муравей оставляет уют своего родного гнезда и отправляется блуждать в чащу леса, условия которого больше подходят грибу для полноценного созревания. Обычно муравей цепляется лапками за нижнюю сторону листа, после чего замирает, тем самым окончательно принося себя в жертву. Гриб продолжает развиваться внутри его тела, пока в конце концов не пронзит головной отдел и не высвободит новые споры. Весь этот процесс занимает примерно 10 мучительных дней, на протяжении которых большую часть времени насекомое остается в живых. Кошмар наяву, не правда ли?

Зомбирующий гриб оказался куда опаснее, чем считали ученые: абсолютный паразит Наука, Грибок, Зомби, Муравьи, Популярная механика, Длиннопост, Кордицепс

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.

Ведущий автор исследования, Маридель Фредериксен, кандидат в докторанты в Университете Базельского зоологического института, Швейцария, заявил, 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.

Зомбирующий гриб оказался куда опаснее, чем считали ученые: абсолютный паразит Наука, Грибок, Зомби, Муравьи, Популярная механика, Длиннопост, Кордицепс

Для проведения исследования ученые заразили муравья-плотника O. unilateralis. При этом некоторые особи получили дозу менее опасного, не зомбирующего грибкового патогена, известного как Beauveria bassiana — они служили в качестве контрольной группы. Сравнивая динамику заболевания, вызванного этими двумя грибами, исследователи смогли выделить специфические физиологические проявления деятельности O. unilateralis у муравьев.


С помощью электронных микроскопов, группа создала трехмерную модель, позволяющую определять местоположение, численность и активность грибковых тканей внутри тел насекомых. Для этого были взяты образцы этих тканей размером всего 50 нм, а наблюдение велось с помощью приборов, способных мониторить и обрабатывать изображение с частотой 2000 раз за 24 часа. Чтобы проанализировать внушительный объем поступающих данных, ученые обратились к искусственному интеллекту: алгоритм, основанный на глубоком обучении, в ходе анализа выделял различия в деятельности грибковых и муравьиных клеток. Это позволило исследователям наглядно увидеть то, на какой стадии заболевания ткани организма все еще принадлежали насекомому, а где уже были преобразованы в гриб.

Результаты оказались одновременно чрезвычайно интересными и пугающими. Клетки O. unilateralis распространялись по всему телу муравья, от головы и грудного отдела до живота и ног. Более того, они были взаимосвязаны, создавая своего рода коллективную биологическую сеть, которая и контролировала поведение муравьев. Хьюз отметил, что под конец высокий процент клеток в организме хозяина превратился в клетки гриба — тот буквально сделал насекомое частью самого себя.


Но самое удивительное заключалось в том, что мозговая ткань осталась… нетронутой. «Обычно поведение животных контролируется мозгом, передающим сигналы мышцам, но результаты нашего исследования показывают, что паразит контролирует поведение хозяина с помощью периферических систем», объясняет Хьюз. «Почти как кукловод, тянущий за нитки, чтобы управлять движениями марионетки, грибок также контролирует мышцы муравья, манипулируя конечностями и мандибулами 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?

http://www.pnas.org/content/early/2017/11/06/1711673114.full

Наука | Научпоп

6.1K поста68.8K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

ВНИМАНИЕ! В связи с новой волной пандемии и шумом вокруг вакцинации агрессивные антивакцинаторы банятся без предупреждения, а их особенно мракобесные комментарии — скрываются.

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.

Подробнее
Лучшие посты за сегодня
5402

O расизмe

O расизмe
4664

Будь как Сергей!

Будь как Сергей!
4645

Соседи

Показать полностью
4434

Просто китайцы. Просто строят железную дорогу. Быстро

3461

Омикрон - это Мир Окон, то есть Windows, то есть Билл Гейтс

Омикрон - это Мир Окон, то есть Windows, то есть Билл Гейтс
3333

Аренда

Аренда Юмор, Охота, Картинка с текстом, Мат, Аренда, Заяц
Показать полностью 1
3091

Суд оставил на свободе жителя Кавказа за убийство сестры, "опозорившей" семью

Суд оставил на свободе жителя Кавказа за убийство сестры, "опозорившей" семью Негатив, Ингушетия, Убийство, Родственники, Суд, Видео, Длиннопост, Кавказцы
Показать полностью 1
2871

В Китае открыли моноклональное антитело, нейтрализующее все штаммы коронавируса

В Китае открыли моноклональное антитело, нейтрализующее все штаммы коронавируса Коронавирус, Антитела, Моноклональные антитела, Китай, Наука, Пандемия, ТАСС, Новости
"Полученные нами снимки показали, что молекула 35B5 связывается с той частью S-белка коронавируса, которая фактически не меняется по мере эволюции SARS-CoV-2. Это позволяет использовать данный регион не только для создания антител, но и разработки универсальной вакцины от всех штаммов коронавируса", - пишут ученые.
Показать полностью
2822

Мужик с ЛСД похож

Мужик с ЛСД похож Юмор, Мемы, СССР, США, Франция, Инопланетяне
Показать полностью 1
2807

Вот такая зажигалка

2783

Кино в одного...

Кино в одного...
2773

На волне национальностей

На волне национальностей Комментарии, Комментарии на Пикабу, Национальность, Параллельная вселенная
2770

Я не баянист, а классик

Я не баянист, а классик
2720

По поводу алкоголя в Чечне

Показать полностью
2509

Да

Да Картинка с текстом, Парикмахер, Бен Аффлек
Показать полностью 1
2449

Школьники из России завоевали 8 наград на Международном турнире по информатике

2370

Обзор на лифчики. Часть 3

Обзор на лифчики. Часть 3 ВКонтакте, Скриншот, Женское, Юмор, Обзор, Длиннопост, Нижнее белье, Бюстгальтер, Мат
Обзор на лифчики. Часть 3 ВКонтакте, Скриншот, Женское, Юмор, Обзор, Длиннопост, Нижнее белье, Бюстгальтер, Мат
Обзор на лифчики. Часть 3 ВКонтакте, Скриншот, Женское, Юмор, Обзор, Длиннопост, Нижнее белье, Бюстгальтер, Мат
Показать полностью 3
2356

Мне нужен кран!

2249

Необычное имя

Необычное имя
2186

Наверное, «Зеленую милю» смотрит...

Наверное, «Зеленую милю» смотрит...
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: