Знанья возрастают снежным комом и взлетают экспонентой ввысь. Но ещё так много незнакомо, каждый новый шаг таит сюрприз.
Столь изобретательна природа, что не устаёт нас поражать. Мир наш под хрустальным небосводом спаян с жизнью, в космосе кружа, где плывут космические волны из галактик во вселенской мгле. Но идут двойных спиралей войны за права на место на Земле.
Охраняет жизнь свои устои. Чуден до того наш общий дом с мнимой простотой и красотою, что в случайность верится с трудом.
Эти строки возникли в результате размышлений о странном, даже загадочном природном феномене, вынесенном в заглавие предлагаемого текста.
Давно известно, что некоторые насекомые, например самки ос, нападают на членистоногих, парализуя тех своим ядом, прячут их в заранее облюбованные норки, а затем откладывают яйца на тело своих жертв. Получающиеся таким образом живые “консервы” служат источником пищи для развивающихся из яиц личинок. Личинка осы поедает жертву, начиная с органов, потеря которых не приводит к смерти последней. Поэтому добыча остаётся живой, даже лишившись большей части тела. При этом жертва обычно живёт вплоть до окукливания своего мучителя.
Не следует думать, что паразитирование с целью размножения присуще лишь насекомым. Грибы, сочетающие в себе признаки как растений, так и животных, тоже прибегают к такому способу размножения. Дело в том, что они могут усваивать минеральные вещества непосредственно из окружающей среды, но органические вещества должны получать в готовом виде, заселяя определённый субстрат. Так что грибы могут питаться, паразитируя на животных иди растениях, или же разлагая мёртвую биомассу.
В 2020 году ученые Копенгагенского университета обнаружили два паразитических гриба Strongwellsea acerosa и Strongwellsea tigrinae, которые способны прогрызать дыру в брюшках мух и постепенно пожирать их изнутри. При этом жертвы долго остаются живыми благодаря сильнодействующим наркотическим веществам, которые выделяет гриб для защиты жертвы от других инфекций. Это увеличивает шансы гриба на развитие и заражение своими спорами большего количества других насекомых.
Но оказывается, известны примеры, когда нападающие используют свои жертвы не только в качестве источника питания для своего потомства. Агрессоры как-то заставляют свои жертвы находить наиболее благоприятные условия для будущего выживания своего потомства и даже защищать от других хищников. То есть нападающий каким-то образом умудряется “зомбировать” свою жертву, влияя на её поведение, чтобы повысить шансы на выживание своего потомства.
Оказалось, что такое “зомбирование” жертвы в целях увеличения эффективности размножения не является таким уж редкостным и включает множество разновидностей хозяев и жертв, от насекомых до млекопитающих. При этом жертвы почему-то верой и правдой служат своим паразитам порою даже ценой собственной жизни, выполняя отнюдь не только функции пищи для потомства нападающих.
К примеру, гриб-паразит Entomophthora Muscae заражает самок комнатных мух, используя труп мухи для привлечения самцов с целью спаривания с ней и заражая последних для максимального распространения своих спор. Как ни странно, почему-то мёртвые самки мух тем сильнее привлекают самцов, чем больше времени проходит с момента смерти самок.
А род гриба Massospora поражает самцов цикад и, поедая их внутренности, заменяет их спорами. В это время самец продолжает привлекать других цикад, которых гриб тоже заражает своими спорами. В свою очередь, заражённые таким образом насекомые разносят споры гриба-агрессора на большие расстояния. В грибах Massopora учёные нашли химические вещества амфетамин и псилоцибин, содержащиеся и в галлюциногенных грибах.
Ещё один пример: если споры гриба Ophiocordyceps попадают на тело муравья из семейства муравьев-древоточцев, они проникают через экзоскелет жертвы в мозг. Это заставляет муравья-хозяина покинуть свою нормальную среду обитания – лесную почву, вскарабкаться на ближайшее высокое дерево и своими челюстями “мертвой хваткой” прикрепиться к листу или другой поверхности. Гриб развивается в теле муравья. Наконец, нити гриба (гифы) прорывают тело жертвы, и во время дождя грибные споры, стекая вниз с дождевыми каплями, имеют больше шансов поражать других муравьёв, повторяя тот же процесс.
Как же гриб заставляет муравья забыть о заложенной в нём программе поведения и выживания, прекратить поиски источников питания и посвятить всего себя процессу размножения гриба? Учёные полагают, что за миллионы лет совместной эволюции грибов-паразитов и насекомых развилась и постепенно была отлажена способность первых манипулировать поведением насекомых-хозяев, возможно, с помощью каких-то психотропных веществ, образующихся в теле грибов.
А недавно голландские и бразильские биологи из университета Амстердама (Universiteit van Amsterdam) и Федерального университета Висозы (Universidade Federal de Viçosa) обнаружили похожий, но всё-таки иной, весьма необычный, даже загадочный вариант стратегии размножения одного из видов бразильских ос (рода Glyptapanteles). Новорождённые личинки осы этого вида не только используют для своего питания тело гусеницы пяденицы, но и загадочным образом на расстоянии заставляют жертву охранять себя после того, как они уже покинули тело жертвы-гусеницы и окуклились. Гусеницы приобретают потребность отгонять хищников от коконов ос, мотая своей головой из стороны в сторону (см. Рис. 3). Это почти вдвое увеличивает шансы коконов ос на выживание.
Самка осы Thyrinteina leucocerae откладывает порядка 80 яиц в тело гусеницы пяденицы Thyrinteina leucocerae. Личинки, развившиеся из яиц осы внутри гусеницы, питаются жидкостью тела хозяина. Перед окукливанием личинки осы прогрызают выход наружу, закрепляются на близлежащем листе или ветке и создают вокруг себя кокон.
В других случаях обычно после этого гусеница-хозяин погибает. Однако в этом случае гусеница ещё долго остаётся живой, но её поведение меняется, как будто оно из кокона контролируется личинками осы на расстоянии. Гусеница перестаёт заботиться о пропитании, никуда не уползает, а изгибается над коконом дугой, охраняя его от хищников.
Почти одновременно с окончанием стадии окукливанием и выходом взрослых ос из кокона, когда защита от хищников уже не нужна, гусеница пяденицы погибает.
Чтобы выяснить, как осы манипулируют гусеницами, энтомологи провели лабораторный эксперимент с гусеницами, заражёнными осами. После формирования коконов ос учёные часть заражённых гусениц заменили здоровыми, прикрепив их на стебле растения гусеничным клеем, и наблюдали за поведением тех и других гусениц при нападении на коконы ос хищного клопа-щитника.
Выяснилось, что в 17 из 19 случаев заражённые пяденицы воспринимали клопа враждебно, трясли головой из стороны в сторону, пока не стряхивали с ветки или заставляли убежать. С другой стороны, незаражённые гусеницы никак не реагировали на появление щитников, даже когда они взбирались на них.
Второй эксперимент провели на территории бразильского университета, поместив 400 заражённых гусениц на растущие там деревья гуавы и эвкалипта накануне выхода личинок ос из тел хозяев. После закрепления коконов на ветках и листьях энтомологи убрали половину заражённых “гусениц-охранников”. Оказалось, что не атакованных клопами коконов ос, оставшихся под присмотром заражённых гусениц, вдвое больше, чем оставленных без защиты гусеницами.
Неужели же личинки ос контролируют гусеницу-хозяина на расстоянии? Учёные предположили, что механизм несколько иной, так как в теле мёртвых гусениц обнаружили оставшиеся там одно - два яйца осы. Видимо, эволюция ос этого вида привела к тому, что одно или несколько отложенных в тело гусеницы яиц ос, по какой-то причине отставшие в развитии, предназначаются для жертвы собой, чтобы помочь выживанию всех остальных. Предположительно эти оставшиеся в теле гусеницы яйца осы и контролируют поведение гусеницы в течение всего периода окукливания остальных личинок осы.
Ещё один пример. Костариканская паразитирующая оса Hymenoepimecis argyraphaga атакует паука Leucauge argyra и приклеивает своё яйцо к его телу (см. Рис.1). Вылупившаяся личинка осы проделывает отверстие в животе паука и сосёт его кровь. Паук интенсивно охотится, используя свою большую паутину, чтобы прокормить себя и растущую личинку осы. Когда в течение нескольких недель личинка вырастает до полного размера, она каким-то образом изменяет поведение паука. Тот бросает свою ловчую сеть, прекращая охотиться, и строит для личинки осы новую сеть из нескольких прочных нитей, сходящихся в одной точке, откуда свисает дополнительная нить. Именно на ней личинка осы и прядёт свой кокон после того, как досуха высосет всю кровь из своей жертвы. Здесь кокон недоступен для большинства хищников, что резко повышает шансы куколки осы на выживание.
Видимо, выросшая личинка осы выделяет в тело жертвы некие психотропные вещества. Они в корне изменяют заложенную в пауке программу поведения, диктуя ему способ изготовления и конструкцию паутины, бесполезной для паука, но критически важной для будущей куколки осы.
Не следует думать, что зомбирование как стратегия размножения ограничивается лишь грибами и насекомыми.
Вот пример из жизни млекопитающих и одноклеточных простейших организмов. Млекопитающие могут страдать токсоплазмозом — паразитарным заболеванием человека и других теплокровных животных, вызываемым токсоплазмами (одноклеточными родственниками малярийного плазмодия). Источником заражения могут служить различные виды домашних и диких животных (хищники и травоядные, кошки и грызуны). Считается, что до половины населения Земли инфицировано токсоплазмозом.
Чаще всего такое заболевание протекает бессимптомно, но это может стать катастрофой для беременной женщины, особенно во втором триместре. Если произойдёт инфицирование плода, то возбудители могут скапливаться и размножаться в его головном мозге, поражая глаза и центральную нервную систему. Наиболее вероятные последствия — повышенное внутричерепное давление, умственная отсталость, эпилепсия и слепота.
Если крысы или мыши инфицированы токсоплазмами, то этот паразит может формировать множество кист в головном мозге хозяина. Однако половое размножение токсоплазм может происходить только в клетках, выстилающих кишечник кошки. Чтобы попасть туда, паразит выработал уникальную стратегию изменения поведения хозяина. Учёные установили, что у заражённых токсоплазмами грызунов, в конце концов, исчезает генетически обусловленная боязнь запаха кошки. Мало того, их даже начинает привлекать запах кошачьей мочи, что делает грызунов лёгкой добычей кошек. Этим самым заражённые грызуны помогают паразиту попасть в желанный кошачий организм и завершить свой жизненный цикл. Скорее всего, паразит синтезирует и вводит в мозг грызуна-жертвы коктейль из определённых химических веществ, целенаправленно изменяющих его восприятие окружающей среды и поведение.
Источники:
1. Mindsuckers: https://www.nationalgeographic.com/magazine/article/mindsuckers
2. Arthropod Zombies: https://wildaboutants.com/2014/10/27/arthropod-zombies-national-geograph...
3. An alternative host of Hymenoepimecis japi (Hymenoptera, Ichneumonidae) on a novel family (Araneae, Araneidae): https://jhr.pensoft.net/article_preview.php?id=14817&skip_redirect=1
4. Parasitised caterpillars suffer reduced predation: potential implications for intra-guild predation (pdf): https://www.nature.com/articles/srep42636
5. Ученые провели опыты на грибах, зомбирующих насекомых: http://mignews.com/news/technology/090818_141442_53070.html
Добавить комментарий