Муравьи-зомби миллионы лет подчиняются грибам

Лист был одной из окаменелостей, обнаруженных недавно при раскопках в Карьере Мессель - уникальной археологической зоне в Германии.

Окаменелые растения поначалу не привлекали пристального внимания ученых и годами хранились в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне.

Идея исследовать странные отметины на окаменелых листах, которые озадачили палеонтологов, пришла к Дэвиду Хьюзу (David Hughes), экологу, специализирующемуся на поведении животных, когда он вернулся с полевой работы в Таиланде, где изучал грибковых паразитов. Эти паразиты поражают муравьев-древоточцев, живущих в тропических лесах, и контролируют их поведение.

Муравей, инфицированный грибком Ophiocordyceps unilateralis, покидает свое обычное место обитания, находит лист растения, мертвой хваткой вгрызается в него и умирает. Однако ученые обнаружили, что грибок заставляет муравья делать это в точно выбранном месте: все муравьи, которых изучал автор исследования, кусали нижнюю сторону листа и почти все они вгрызались именно в прожилку. При этом большинство оказывалось на северной стороне листа, который находился на высоте примерно 25 см над землей, влажность в месте расположения листа была 94-95%, а температура окружающей среды колебалась между 20 и 30°C.

Идея исследовать странные отметины на окаменелых листах, которые озадачили палеонтологов, пришла к Дэвиду Хьюзу

Грибок, таким образом, использует муравья, чтобы перебраться в наиболее подходящее для него место обитания. Чтобы убедиться в том, что все описанные параметры важны для грибка, ученые нашли дюжину инфицированных муравьев на небольшом участке леса. Некоторых из них они оставили покрываться спорами грибка там, где те встретили свою смерть, в то время как остальных переложили на листы неподалеку с другими параметрами расположения, влажности и т.д. На тех муравьях, которых ученые не трогали, грибок пророс нормально, а на тех, которых перенесли на другие листья, не пророс вообще.

После того как муравей умирает, внутри него начинает прорастать гифа грибка

Ученые также исследовали действие грибка на муравьях рода Polyrhachis и обнаружили, что не все черты поведения муравьев-древотчцев передавались их собратьям. "Тот факт, что муравьи другого вида, будучи инфицированными, хоть и меняют свое поведение, но делают это намного менее эффективно с точки зрения выживания паразита, указывает на то, что последний в процессе эволюции приспособился управлять именно этим хозяином", - отмечает Эдуард Леври (Edward Levri), профессор биологии из Университета штата Пенсильвания.

После того как муравей умирает, внутри него начинает прорастать гифа грибка. Через несколько дней гифа выходит из наружного скелета насекомого, всегда через определенную точку на задней части головы. Через неделю грибок становится длиннее муравьиного тела в два раза и начинает размножаться. Когда грибок выпускает споры, они образуют "смертельное облако", покрывающее примерно один квадратный метр, которое может заражать других муравьев-древоточцев или представителей похожих видов, которые оказываются в радиусе его действия.

Дэвид Хьюз полагает, что отметины на ископаемых листах являются ни чем иным, как следами укусов зараженных грибком муравьев

Дэвид Хьюз задался вопросом: как давно возникли отношения паразит-хозяин между грибками и муравьями. Он полагает, что отметины на ископаемых листах являются ни чем иным, как следами укусов зараженных грибком муравьев - настолько они необычны. "Муравьи обычно не кусают прожилки листа, поскольку те не представляют для них питательной ценности и к тому же могут быть ядовиты у некоторых видов растений", - объясняет ученый. Коллеги соглашаются с ним и, если отметины действительно являются следами укусов инфицированных муравьев, то эти сложные отношения паразита и хозяина возникли как минимум 40 млн лет назад. В планах ученых исследовать Карьер Мессель в поисках других окаменелых листов с похожими следами.

В природе довольно часто встречаются животные-зомби, выполняющие работу для своих паразитов - этот феномен известен как адаптивная манипуляция. В Центральной Америке муравьи, которые едят помет птиц, часто встречают свой конец, проглотив паразита нематоду, который откладывает яйца в желудки муравьев, от чего муравьи раздуваются и становятся ярко-красного цвета. Это делает их похожими на местные ягоды, которыми питаются птицы. Таким образом паразит переходит к другой птице.

Изумрудная тараканья оса нападает на тараканов, отравляя их ядом, который блокирует нейромедиаторы, позволяющие таракану контролировать свои движения. После этого оса ведет жертву в свое гнездо, где та становится пищей осиным личинкам.