Гриб, который управляет муравьем

Зомбирование в природе: Гриб, управляющий насекомыми

Последние несколько лет тема зомби набирает все большей популярности. Всё чаще устраиваются флешмобы ходячих мертвецов, снимаются фильмы и сериалы, выпускаются видеоигры, комиксы, игрушки и т.д.

Но мало кто знает, что зомби действительно существуют, правда, не в таком виде, как мы привыкли их представлять. Их можно встретить в тропических лесах: это муравьи и другие мелкие насекомые.

Они становятся зомби после того, как их настигает кордицепс — гриб, управляющий их телом.

Поражённое насекомое, в данном случае муравей, покидает свою колонию и обосновывается на листе дерева. После того как жертва занимает удобное для манипулятора положение, гриб начинает прорастать сквозь его тело и голову.

Подобный феномен стал основой сюжета видеоигры «The Last of Us» студии Naughty Dog, где мутировавший кордицепс поразил человечество.

Давайте узнаем про этот гриб подробнее …

Фото 2.

В природе существует гриб-паразит, который заставляет муравьев-древоточцев выполнять его «приказы», превращая их в безвольных зомби. Речь идет о паразите под названием кордицепс однобокий (Сordyceps unilateralis). Обычно споры этого гриба-паразита попадают на тело муравья и прорастают внутрь его организма.

Весь этот процесс сопровождается выделением в тело муравья определенных веществ алкалоидной группы, которые и заставляют муравья забыть о своих нуждах и полностью подчиниться паразиту.

Пораженные этим грибом муравьи уходят из своего муравейника и начинают скитаться в одиночестве, подыскивая самое благоприятное место для жизни своего хозяина.

Именно в этом и состоит главная цель кордицепса однобокого – с помощью муравья добраться до лучшего места, где он смог бы продолжить расти.

Поскольку этот паразит не может расти ни высоко в кронах деревьев, ни на земле или близко к ней, муравью дается команда отыскать место, где грибу идеально подойдет температура и влажность для размножения.

Когда подходящее для паразита место найдено, муравей погибает, и из его головы вырастает гриб, образуя коробочку со спорами. Споры, осыпаясь, попадают на других муравьев, которых вскоре постигнет известная участь.

Фото 3.

Недавно ученым удалось выяснить, что этот гриб паразитирует уже 48 млн. лет, о чем свидетельствуют окаменелости, найденные в месте бывшего немецкого кратера Grube Messel.

Фото 4.

Кроме того, паразиты, подобные кордицепсу, превращают в зомби не только муравьев, но и других существ. Например, паразит Toxoplasma gondii, который вызывает у людей токсоплазмоз, управляет своими промежуточными жертвами – мышами. Обычно он вмешивается в работу определенных частей мозга мыши, лишая её страха быть съеденной кошкой.

Фото 5.

Кордицепс однобокий – один из энтомопатогенных грибов. Это такие грибы, которые поражают только насекомых.

Некоторые грибы могут поражать членистоногих (пауков, например), но это скорее исключение их правил. Кордицепс однобокий поражает только муравьев, причем только одного вида – Camponotus leonardi.

Грибок может заражать и другие близкородственные виды муравьев, но с меньшим репродуктивным и манипуляционным успехом.

Точно не ясно, каким именно способом споры гриба попадают внутрь муравья. Скорее всего заражение происходит через поры в клетках, или через кутикулы.

Дрожжи кордицепса после попадания внутрь организма начинают активно в нем размножаться и распространятся по всему телу муравья.

Предположительно, споры гриба формируют активные химические соединения, которые и влияют на мозг муравья, изменяя его поведение.

Фото 6.

Муравей покидает свою колонию и спускается на землю (этот вид муравьев обитает на деревьях). Насекомое выбирает невысокую травинку, залазит на нее и очень крепко закрепляется за центральную жилку листа.

Муравей с максимальной силой ухватывается за растение мощными челюстями и ни ветер, ни дождь не может столкнуть его. После этого муравей полностью теряет контроль над своим телом и больше не двигается.

Он еще не умер, но уже ничего не может сделать.

Постепенно грибок убивает муравья, а сам продолжает расти. Его корни уже проникли в мягкие ткани насекомого, прошли сквозь все тело и надежно закрепились на листе.

Теперь все что осталось от муравья — это большая грибница кордицепса однобокого. Сразу же гриб начинает вырабатывать сильный противомикробный препарат, чтобы обезопасить себя от мелких падальщиков.

Когда гриб надежно зафиксировался, он прорастает вверх через голову муравья. Процесс роста занимает 4-10 дней.

Фото 7.

Изменения в поведении зараженных муравьев очень специфичны. Инфицированных насекомых называют «муравьями-зомби». Они страдают от сильных судорог, из-за которых падают с деревьев и не могут найти дорогу к своему гнезду.

Инстинктивно стремясь наверх муравьи залазят на невысокие растения и траву, где находят свое последнее пристанище. Если же животное не может забраться траву, то гриб перестает расти, или рост сопровождается различными аномалиями.

Но животное погибает в любом случае.

Кордицепс однобокий способен уничтожить целую колонию муравьев. Насекомые выработали способность чувствовать зараженных собратьев и изгонять их из своей колонии. Если грибок проникает в гнездо, то зараженного муравья оттаскивают подальше, чтобы вся семья не погибла от эпидемии. Средняя плотность заражения грибком — 20-30 особей на м2.

Фото 8.

Кордицепс однобокий содержит различные известные и неиспользованные биологически активные метаболиты, и исследуется как новый источник препаратов с иммуномодулирующими, противоопухолевыми, гипогликемическими и гипохолестеринемическими свойствами.

Фото 9.

Энтомопатогенные грибы – паразитические грибы, поражающие насекомых. Иногда используются в сельском хозяйстве в качестве пестицидов, для контроля численности вредных насекомых.

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

Фото 14.

Фото 15.

Фото 16.

Фото 17.

Фото 18.

Фото 19.

Фото 20.

Фото 21.

Фото 22.

Фото 23.

Фото 24.

[источники]

источники

http://science-interest.ru/article/biologiya/kordiceps-odnobokiy.html#.VC7M1fl_t1A

http://www.nat-geo.ru/article/285-korditseps-odnobokiy-i-muravi-zombi/

http://supercoolpics.com/2014/10/03/%D0%B7%D0%BE%D0%BC%D0%B1%D0%B8-%D1%81%D1%83%D1%89%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D1%83%D1%8E%D1%82-7-%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE/

Давайте вспомним что еще по теме ЗОМБИРОВАНИЯ В ПРИРОДЕ мы уже проходили : вот например Паразит парадоксальный, а вот Повелители гусениц. Вспомните еще Кто зомбирует тараканов ? и как Червь-паразит заставляет насекомых совершать самоубийство Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия – http://infoglaz.ru/?p=54096

Источник: https://masterok.livejournal.com/2077216.html

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

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?

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 , 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.

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.

Компьютерная имитация того, как нити грибных клеток врастают в мышечную ткань хозяина

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 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?

Источник: https://www.PopMech.ru/science/395992-grib-zombi-okazalsya-kuda-opasnee-chem-schitali-uchenye-absolyutnyy-parazit/

Кордицепс однобокий – гриб, зомбирующий муравьев

Кордицепс однобокий – представитель семейства Офиокордицепсовые. Это паразитирующий вид грибов, поражающий муравьев-древоточцев. Он обладает лекарственными свойствами.

Описание кордицепса однобокого

Этот гриб выглядит не просто необычно, а совсем не так, как другие грибы. Он состоит из двух частей – первая часть мертвый муравей, а вторая гладкий росток.

Когда муравей погибает, отросток гриба выходит прямо из его затылка. На конце этого отростка находится коробочка со спорами, с помощью которых происходит размножение.

Многие до сих пор спорят, является кордицепс представителем флоры или фауны.

Места произрастания кордицепса однобокого

Кордицепс однобокий распространен в тропических лесах. Эти грибы поселяются там, где обитают муравьи-древоточцы, а именно — в Бразилии, Африке, Японии. Кроме того, кордицепсы однобокие были обнаружены в Германии.

Как кордицепс однобокий зомбирует насекомых?

Сегодня очень популярна тема зомби, про это снято много фильмов. Даже сложно поверить, но настоящих зомби можно встретить в тропических лесах – ими становятся муравьи. Особенность кордицепсов однобоких в том, что они изменяют поведение хозяина.

Эти грибы проявляют адаптивную манипуляцию паразита. Как уже отмечалось, они паразитируют именно на муравьях-древоточцах.

Зараженный муравей покидает колонию, забирается на высоту примерно 30 сантиметров, и крепится на центральной жилке листа. Таким способом гриб обеспечивает себе наиболее оптимальные условия для распространения спор.

Это и есть главная цель гриба – с помощью муравья найти наилучшее место для своего размножения. Гриб дает команду муравью найти такое место, где будет оптимальная влажность и температура. Муравей держится настолько крепко за лист, что его не может смыть дождь или оторвать ветер.

Насекомое еще живое, но оно не способно бороться с захватчиком.

Затем гриб-паразит прорастает через все тело муравья. Муравей погибает. Плодовое тело красно-коричневого окраса торчит прямо из головы муравья. После смерти муравья, споры гриба продолжают распространяться. Его корни проникают в мягкие ткани муравья и проходят через все тело.

Тело насекомого для гриба становится защитным футляром. Сам гриб по длине в 2 раза превышает тело муравья. От муравья остается только большая грибница.

Кордицепс однобокий сразу начинает вырабатывать мощный противомикробный препарат, чтобы его не съели мелкие падальщики, из-за этого тело муравья превращается в мумию.

Процесс роста гриба занимает 4-10 дней. Споры осыпаются и падают на других муравьев, которым тоже суждено превратиться в зомби.

Поведение зараженных муравьев специфическое, их не зря называют «зомби» — они страдают от судорог, падают с деревьев и не могут отыскать путь к своему муравейнику. Если муравью не удается забраться наверх, то гриб перестает развиваться или растет с аномалиями, но бедное насекомое погибает в любом случае.

Кордицепсу однобокому под силу уничтожить целую колонию муравьев. Поэтому муравьи защищаются – они чувствуют больного собрата и прогоняют его. Если гриб попадает в гнездо муравьев, то они оттаскивают его как можно дальше.

Средняя плотность заражения муравьев кордицепсом однобоким составляет 20-30 особей на 1 квадратный метр.

Хозяйственное значение энтомопатогенных грибов

Благодаря тому, что грибы-паразиты поражают насекомых, их порой применяют в сельском хозяйстве для сокращения численности вредителей, вместо пестицидов.

Лечебные свойства кордицепса однобокого

В кордицепсе содержатся разнообразные известные и неизвестные активные метаболиты, которые используются в препаратах с гипогликемическими, противоопухолевыми, гипохолестеринемическими и иммуномодулирующими свойствами

Родственные виды

Кордицепс серо-пепельный – несъедобный гриб-паразит. Плодовое тело у него жесткое, изогнутое, с овальной или круглой головкой. Окрас плодового тела серо-коричневый или черно-коричневый. Головка с желтоватыми пупырышками.

Растет кордицепс серо-пепельный на личинках насекомых, а также на почве. Встречается одиночно, но может попадаться и небольшими группами. Плодоносит с лета по осень.

Кордицепс военный также несъедобен. Форма плодового тела веретеновидная эллипсовидная или булавовидная. Ножка цилиндрическая. Окрас плодового тела оранжевый, а ножки почти белый. Мякоть волокнистая, беловатого цвета.

Растут кордицепсы военные на куколках, зарывшихся в почву. Плодоносят с июня по октябрь.

Источник: http://gribnikoff.ru/vidy-gribov/ne-sedobnye/korditseps-odnobokij/

Зомби существуют! Как гриб кордицепс управляет муравьями

Мало кто знает, что зомби действительно существуют, правда, в непривычном виде. Они не ходят и не пожирают мозги. И магия колдунов Вуду тут вовсе не причем. Создавать зомби научился обычный гриб! Правда, зомбирует он не людей, а муравьев.

Не так давно группа биологов под руководством Дэвида Хьюджеса из Пеньсильванского университета обнаружила в лесах Бразилии четыре новых вида грибов, которые превращают муравьев в зомби. Все они относятся к роду кордицепс. И все они растут только на телах насекомых.

Странно? А то!

Кордицепс изменяет поведение организма – хозяина, манипулируя им. Простым языком – это паразит. Он неизвестным пока науке образом чувствует приближение муравья за несколько метров, после чего выбрасывает споры в направлении жертвы.

Предполагается, что его клетки содержат рецепторы, реагирующие на летучие вещества, испускаемые муравьем.

Одни кордицепсы живот только на определенных видах муравьев, а другие обстреливают спорами любой вид этих перепончатокрылых без разбору.

Споры кордицепсов клейкие. Они быстро прорастают сквозь хитиновый панцирь насекомого. При этом муравей становится вялым, перестает общаться с сородичами и выполнять работы внутри муравейника. Ученые считают, что споры кордицепса выделяют алкалоиды, тормозящие работу нервной системы муравья. Но в целом механизм подчинения жертвы грибом для своих целей пока не понятен.

Заражённый муравей уходит из колонии, забирается на дерево на 25 — 30 см от земли и закрепляется на листе, впиваясь в центральную жилку. После этого гриб прорастает сквозь тело муравья, а из головы насекомого вырастает плодовое тело гриба.

После смерти муравья гриб продолжает расти внутри его тела до образования спор. Он превращает внутренности насекомого в сахара, которые способствуют росту кордицепса. При этом мускулы остаются нетронутыми, что позволяет телу муравья продолжать держаться за лист.

Кутикула муравья выступает в свою очередь неким защитным футляром.

Предполагается, что кордицепс заставляет свою жертву уходить из муравейника из-за соображений своей безопасности. Если бы он начал прорастать прямо в муравейнике, то сородичи муравья могли бы заметить это и уничтожить опасного зомби, а заодно и сам гриб.

Насекомые чувствуют зараженных собратьев и изгоняют их из своей колонии. Средняя плотность заражения грибком — 20-30 особей на м2. Кстати, крепление муравьев на высоте до 30 см тоже легко объяснить.

Во бразильском лесу при 95% влажности и высокой температуре на такой высоте создаются идеальные условия для размножения грибов. А в муравейниках сухо и холодно.

Люди научились извлекать пользу из кордицепсов. В Восточной Азии и Южной Америке из них изготавливают лекарство для лечения хронического бронхита, бессонницы, гипертонии, пневмонии, легочной эмфиземы и туберкулеза.

Отвары из грибов применяют для снятия усталости и слабости после болезни, при анемии и кашле.

Кордицепс содержит различные известные и неиспользованные биологически активные метаболиты, и исследуется как новый источник препаратов с иммуномодулирующими, противоопухолевыми, гипогликемическими и гипохолестеринемическими свойствами.

Как не странно, но тот гриб не единственный представитель флоры и фауны, кто обладает зомбирующими качествами паразита. Например, кошачий паразит токсоплазма вызывает у людей токсоплазмоз. Он умеет управлять промежуточными хозяевами – мышами, которые под влиянием паразита добровольно и бесстрашно кидаются в кошачьи лапы.

Токсоплазма поражает мышиный мозг, затрагивая только нужные ему участки. Токсоплазмами заражены от 30 до 60 % людского населения планеты. Инфицированные токсоплазмой люди склонны нарушать установленные правила и совершать безрассудные поступки. У них отмечается замедленная реакция, постоянное чувство тревоги и невротизм.

Источник: https://ainteres.ru/grib-korditseps/

Грибы управляют муравьями, минуя мозг

Представьте, что паразит вторгся в ваше тело, захватил ваши мышцы и затем полностью перехватил управление вашим поведением, превратив вас в марионетку из мяса и костей. Это всё может звучать как сюжет фильма ужасов, но в природе такие паразиты действительно встречаются. К счастью, для людей они безопасны, так как поражают только насекомых, преимущественно муравьёв.

Новое исследование раскрыло механизм, с помощью которого грибы-паразиты управляют муравьями.<\p>

«Гриб, превращающий муравьёв в зомби», кордицепс однобокий, по-латински — Ophiocordyceps unilateralis, — паразит, встречающийся преимущественно в тропических лесах. Впервые описан в 1859 г. британским натуралистом Альфредом Расселом Уоллесом (Alfred Russel Wallace).

После того, как паразит инфицирует муравья-древоточца, он начинает управлять телом насекомого, побуждая его подняться повыше. Нередко гриб заставляет жертву вгрызться в стебель или в поверхность листа, где животное и погибает.

На протяжении 10 дней паразит продолжает развиваться в мёртвом теле муравья, а затем спороносная часть гриба прорастает сквозь трупик жертвы (чаще всего через голову) и начинает распространять смертельно опасные споры, заражая новых насекомых.

Ужасно, конечно, но ничего нового — о существовании гриба, способного контролировать поведение муравьёв-древоточцев, учёным давно известно.

Однако раньше — до недавней публикации, появившейся в издании Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), считалось, что гриб-паразит управляет жертвой, используя её мозг.

Теперь же исследователям удалось установить, что на самом деле гриб окружает мышечные волокна муравья, а не его нервную систему.

Группа исследователей из Университета штата Пенсильвания (The Pennsylvania State University) под руководством Дэвида Хьюза (David Hughes) в своей работе использовала электронную микроскопию и 3D-моделирование. Учёным удалось установить, что клетки гриба-паразита соединяются между собой, формируя особую сеть, которая и управляет движениями муравья.

Для дальнейшего изучения и анализа полученных данных исследователи использовали искусственный интеллект и технологии машинного обучения.

В результате они обнаружили, что гриб способен управлять движениями головы, груди, живота и ног муравья-древоточца, не проникая в его мозг.

«Фактически, эти манипулируемые животные были грибами в «костюмах» муравьёв», — добавляет Дэвид Хьюз.

Другая статья, опубликованная в PLOS One энтомологом Кариссой де Беккер (Charissa de Bekker) из Университета Центральной Флориды (University of Central Florida), описывает «биологические часы» паразитов.

Беккер обнаружила, что гриб активирует определённые гены днём и другие — ночью, предположительно, для того, чтобы более аккуратно управлять инфицированным муравьём.

Хотя результаты этих исследований больше похожи на сюжет фильма ужасов, чем на научную работу, в действительности они обладают прикладной ценностью.

Дело в том, что при некоторых заболеваниях у пациентов нарушается связь между мозгом и мышцами.

И создание искусственных «паразитов», управляющих скелетной мускулатурой, могло бы помочь таким больным избавиться от паралича и восстановить подвижность.

Источник: https://22century.ru/biology-and-biotechnology/62220

Волшебные опята: муравьи-зомби и генетика глюков

Ещё научные тайны природыГрибы управляют муравьями, минуя мозг
Биология, биотехнологии

Муравей, погибший из-за гриба-паразита. На снимке хорошо видны спороносные части гриба

К счастью, для людей они безопасны, так как поражают только насекомых, преимущественно муравьёв. Новое исследование раскрыло механизм, с помощью которого грибы-паразиты управляют муравьями.«Гриб, превращающий муравьёв в зомби», кордицепс однобокий, по-латински — Ophiocordyceps unilateralis, — паразит, встречающийся преимущественно в тропических лесах. Впервые описан в 1859 г. британским натуралистом Альфредом Расселом Уоллесом (Alfred Russel Wallace).

На протяжении 10 дней паразит продолжает развиваться в мёртвом теле муравья, а затем спороносная часть гриба прорастает сквозь трупик жертвы (чаще всего через голову) и начинает распространять смертельно опасные споры, заражая новых насекомых.

Ужасно, конечно, но ничего нового — о существовании гриба, способного контролировать поведение муравьёв-древоточцев, учёным давно известно. Однако раньше — до недавней публикации, появившейся в издании Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), считалось, что гриб-паразит управляет жертвой, используя её мозг.

Теперь же исследователям удалось установить, что на самом деле гриб окружает мышечные волокна муравья, а не его нервную систему.Группа исследователей из Университета штата Пенсильвания (The Pennsylvania State University) под руководством Дэвида Хьюза (David Hughes) в своей работе использовала электронную микроскопию и 3D-моделирование.

Учёным удалось установить, что клетки гриба-паразита соединяются между собой, формируя особую сеть, которая и управляет движениями муравья.Для дальнейшего изучения и анализа полученных данных исследователи использовали искусственный интеллект и технологии машинного обучения.

«Эти наблюдения меняют сложившиеся представления о фенотипических особенностях паразитических грибов. Исследование показало, что паразит может управлять поведением организма хозяина, не проникая в мозг насекомого.

Кроме того, работа продемонстрировала, что клетки паразита могут взаимодействовать между собой, чтобы изменить поведение хозяина», — сообщается в статье.

«Фактически, эти манипулируемые животные были грибами в «костюмах» муравьёв», — добавляет Дэвид Хьюз.Другая статья, опубликованная в PLOS One энтомологом Кариссой де Беккер (Charissa de Bekker) из Университета Центральной Флориды (University of Central Florida), описывает «биологические часы» паразитов. Беккер обнаружила, что гриб активирует определённые гены днём и другие — ночью, предположительно, для того, чтобы более аккуратно управлять инфицированным муравьём. Хотя результаты этих исследований больше похожи на сюжет фильма ужасов, чем на научную работу, в действительности они обладают прикладной ценностью.

«Это поможет нам лучше разобраться с механизмами, лежащими в основе важнейших взаимодействий «паразит—хозяин», — заключает Беккер. — А такое понимание, в свою очередь, будет способствовать разработке более эффективных стратегий биологического контроля популяций насекомых».

Кроме того, хотя ни один паразитический гриб (к счастью) не эволюционировал таким образом, чтобы начать «перехватывать» управление человеческим организмом, изучение грибов-паразитов может быть полезным и для медицины. Дело в том, что при некоторых заболеваниях у пациентов нарушается связь между мозгом и мышцами. И создание искусственных «паразитов», управляющих скелетной мускулатурой, могло бы помочь таким больным избавиться от паралича и восстановить подвижность.

Галлюциногенный гриб псилоцибе синеющая (Psilocybe cyanescens)

Учёные объяснили появление и значение галлюциногенных свойств грибов
Биология, биотехнологии

Исследователи из США изучили три вида грибов и пришли к выводу, что они получили галлюциногенные свойства благодаря горизонтальному переносу генов. Полезной эта черта оказалась тем, что вызывающие галлюцинации у людей вещества подавляют аппетит у насекомых, которые питаются грибами. ©

Исследовательская группа из Университета штата Огайо (Ohio State University) исследовала гены трёх относительно далеких друг от друга видов галлюциногенных грибов. Выбор был продиктован тем, что все три из них вызывают галлюцинации благодаря одному и тому же веществу — псилоцибину. Исследование помогло выявить пять генов, которые отвечают за выработку этого вещества.

По мнению учёных, свои специфические свойства далёкие друг от друга виды получили благодаря так называемому горизонтальному переносу генов.

Для исследования учёные выбрали псилоцибе синеющую, панеолус синеющий и гимнопил сосновый, имеющие сходные галлюциногенные свойства, но не являющиеся близкими родственниками (для сравнения исследователи взяли галерину окаймлённую и ложноопёнок кирпично-красный, более близкие, чем изученные «волшебные грибы», но не вызывающие галлюцинации).

Оказалось, что галлюциногенные грибы имеют один и тот же генный кластер, который отвечает за выработку псилоцибина.Согласно работе, в этом случае учёным не удалось обнаружить достаточных подтверждений вертикального переноса. Это значит, что привычный вариант передачи генетической информации — от предков к потомкам — в данном случае кажется маловероятным.

Горизонтальный перенос генов, то есть передача генетического материала от одной взрослой особи другой, считается малохарактерным для эукариот, отмечается в публикации. Однако авторы склоняются к тому, что именно таким образом изученные грибы получили способность вырабатывать псилоцибин.

По словам участвовавшего в исследовании Джейсона СлотаСлота (Jason Slot), один из вопросов, который поставили перед собой учёные, — это в чём эволюционный смысл распространения способности грибов вызывать галлюцинации у людей. Общий вывод исследовательской группы сводится к тому, что дело не в галлюцинациях, а в том, что псилоцибин повышает шансы грибов на выживание.

Это вещество известно тем, что снижает аппетит у насекомых, которые питаются изученными грибами.Те виды грибов, которые учёные выбрали для своей работы, растут в схожей среде — там, где имеются экскременты животных или гнилая древесина. В частности благодаря этому относительно далёкие друг от друга виды могли обрести один и тот же механизм защиты._______

По материалам CNet | PNAS | PLOS | OhioStateNews

Подготовка материала Анна Керман / Елена Смотрова
«XXII ВЕК», 28 февраля – 1 марта 2018

Источник: https://eto-fake.livejournal.com/1372718.html

Кордицепс однобокий (Ophiocordyceps unilateralis): морфология, жизненный цикл, лекарственный потенциал

Кордицепс однобокий – под таким названием известен науке один из самых удивительных грибов, гриб-паразит, обладающий феноменальной способностью воздействовать на своего хозяина и создавать муравьев-зомби.

В то же время кордицепс однобокий издавна используется в восточной медицине и считается едва ли не панацеей. В настоящее время идет активное изучение свойств этого гриба, и специалисты пророчат ему большое будущее в фармакологии.

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.

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.

к содержанию ↑

Лекарственный потенциал

Акция при поддержке Министерства Здравоохранения РФ

Сейчас действует ограниченная по времени льготная программа, в рамках которой можно получить средство от паразитов «Unitox» за 196 рублей.

Подробнее об акции >>

Естественно, возникает вопрос: может ли кордицепс однобокий паразитировать на людях? Нет, конечно, но вот для людей он может оказаться очень полезным.

Антиоксидантные свойства. Клинические исследования подтвердили мощное антиоксидантное воздействие кордицепса благодаря наличию в его составе полифенольных и флавоноидных соединений, защищающих наш организм от негативного действия свободных радикалов.
Противовоспалительное действие. Экстракт кордицепса обладает ярко выраженными ингибирующими свойствами относительно генерации супероксида аниона, а также выделения эластазы. На этом основано использование порошка для снятия воспаления.
Лечение бронхиальной астмы и респираторных заболеваний. Кордицепс однобокий обладает уникальной способностью абсорбировать в организме кислород, благодаря чему улучшается дыхательный процесс. Порошок из гриба можно рекомендовать как альтернативное средство для лечения бронхиальной астмы.
Иммуномодулирующие свойства. На основании недавних исследований было доказано позитивное воздействие кордицепса на иммунную систему, повышение жизненного тонуса и выносливости организма. Полисахариды, которые ученые выделили из плодового тела гриба, продемонстрировали способность вызывать в организме человека ответную иммунную реакцию и активизировать иммунитет.

к содержанию ↑

Противопоказания

Механизм его воздействия на организм пока еще точно не известен, поэтому не стоит удивляться, что серьезные специалисты без особого энтузиазма относятся к информации об этом чудо-грибе. И это вполне естественно, ведь неизвестно, какие побочные явления может это вызвать.

В Интернете, напротив, полно хвалебных отзывов и призывов приобретать кордицепс на надежных сайтах, продающих его непосредственно из Китая.

Возможно, при соблюдении рекомендаций и дозировки такой курс окажется безопасным и даже полезным, однако следует учитывать противопоказания.

В любом случае, беременным женщинам и кормящим матерям не стоит полагаться на рекламу и использовать мало изученное средство. Не рекомендуется кордицепс также при аутоиммунных заболеваниях (ревматоидном артрите, рассеянном атеросклерозе, красной волчанке и др.).

Не стоит принимать его в сочетании с иммунодепрессантами циклофосфамидной группы, так как их взаимодействие может стать причиной аллергической реакции, а также расстройства со стороны иммунной системы.

Советы наших читателей

Я избавилась от паразитов всего за неделю! Мне помогло средство, о котором я узнала из интервью с врачом-паразитологом…

Читать мнение эксперта >>

Отпускается без рецепта врача;
Можно использовать в домашних условиях;
Очищает от паразитов за 1 курс;
Благодаря дубильным веществам оздоравливает и защищает от паразитов печень, сердце, легкие, желудок, кожу;
Избавляет от гниения в кишечнике, обезвреживает яйца паразитов благодаря моллекуле F.

Сертифицированное, рекомендуемое врачами-гельминтологами средство для избавления от паразитов в домашних условиях. Имеет приятный вкус, который понравится детям. Состоит исключительно из лекарственных растений, собранных в экологически чистых местах.

Источник: https://NoParasites.ru/prochie-parazity/kordiceps-odnobokiy.html

10 удивительных паразитов умеющих управлять поведением хозяина

Умение управлять сознанием других существ, звучит как отрывок из научной фантастики, не правда ли? Однако, для некоторых организмов, риск стать живым зомби является ежедневной опасностью. Мы представляем вам, 10 удивительных паразитов, которые могут управлять поведением своих хозяев (других животных).

Двукрылые горбатки

Двукрылые горбатки — небольшие насекомые длиной 0,566 мм, которые паразитируют на муравьях в Южной Америке. Сначала они откладывают личинку в грудную клетку бедолаги. Затем личинка мигрирует в голову, где развивается, питаясь мышечной тканью.

В конечном счёте она полностью пожирает мозг муравья, но не убивает, а заставляя его бесцельно блуждать, на протяжении двух недель. После, гусеница выпускает фермент, который растворяет мембрану, прикрепляющую голову муравья к телу.

Безголовое тело служит коконом для куколки.

Токсоплазма

Токсоплазма — одноклеточный паразит, хозяином которого является представители семейства кошачьих, но переносчиком могут быть все известные млекопитающие, включая человека.

Токсоплазма способна изменить поведение крыс и мышей, когда их начинает привлекать запах кошки, вместо того, чтобы отпугивать. Этот эффект выгоден для паразита, так как он будет в состоянии воспроизвестись, если его хозяина съест хищник.

Интересно, что инфекция отличается хирургической точностью, она не затрагивает другие страхи крысы, включая боязнь открытого пространства или подозрительность к запаху незнакомой еды.

Euhaplorchis Californiensis

Этот паразит живёт в пищеварительном тракте птиц ржанок и производит яйца, которые попадают с калом птицы в болота и водоёмы южной Калифорнии. Некоторые из этих яиц поглощают улитки, в теле которых начинают развиваться личинки.

Когда личинки достаточно зрелы, они покидают улитку и попадают в воду, а оттуда уже через жабры в мозг карпозубых рыб. Оказавшись в мозгу рыбы, паразит заставляет её плавать на поверхности и привлекать птиц.

Как только рыба поглощена, паразит попадает в пищеварительный тракт птицы, и жизненный цикл повторяется снова.

Изумрудная тараканья оса

Когда самка изумрудной тараканьей осы, готова отложить яйца, она находит таракана и дважды вонзает в него жало. Первый раз, жало она помещает в грудную клетку, тем самым парализуя передние конечности, второй – непосредственно в мозг таракана.

Это заставляет жертву потерять чувство самосохранения. После, оса берёт таракана за усики и ведёт его буквально как собаку на поводке в своё гнездо.

Там она откладывает яйца на его брюшке и оставляет в норке, где вылупившиеся личинки, в безопасности поедают плоть таракана, пока тот не погибает.

Конский волос или волосатик

Личинка этого паразита развивается в теле прямокрылых насекомых (кузнечики, саранча, цикада), но иногда встречаются у рыб, улиток, мелких ракообразных и даже у человека.

Во время роста, она питается внутренними органами хозяина, пока от него не останется ничего кроме головы, ног и внешней оболочки. Как только паразит достигает взрослой стадии (обычно в 3–4 раза больше хозяина), он начинает управлять жертвой, чтобы добраться до воды.

Оказавшись в воде, червь покидает уже безжизненное тело, чтобы продолжить своё существование.

Hymenoepimecis argyraphaga

Hymenoepimecis argyraphaga — это костариканская оса-паразит, хозяином которой является паук вида Plesiometa argyra. Самка временно парализует паука и откладывает яйцо на его брюшко. Вылупившаяся личинка, питается соками паука, пока тот ещё пару недель, ничего не подозревая, продолжает жить обычной жизнью.

Когда личинка готова окуклиться, она вводит особый химикат, заставляющий его плести паутину, совершенно другого странного вида. После этого личинка осы убивает паука с помощью яда, чтобы из его тела построить кокон, на только что созданной им же паутине.

Интересно, что даже если личинка удалена или умерла, паук продолжает плести необычную паутину.

Кордицепс однобокий

Кордицепс однобокий – вид энтомопатогенных грибов, который заражает и изменяет поведение муравьёв, чтобы гарантировать более широкое распространение своих спор. Гриб попадает в тело муравья (вероятно, через дыхательное отверстие), где начинает произрастать, медленно убивая.

Когда гриб готов выпустить споры, его мицелии входят в мозг и выделяют феромоны, которые вынуждают муравья подняться на вершину растения и надёжно закрепится за центральную жилку листа. После этого муравей полностью теряет контроль над своим телом и больше не двигается.

Постепенно грибок убивает насекомое, а сам продолжает расти вверх через голову хозяина.

Glyptapanteles

Glyptapanteles – паразитические осы, обитающие в Центральной и Северной Америке. Самка осы откладывает свои яйца (примерно 80 штук за раз) в теле молодой гусеницы. После вылупливания, личинки питаются её внутренностями. Затем они покидают тело, прикрепляются к листу и формируют кокон.

В теле же остаются одна или две личинки, чтобы управлять им. Всё ещё живая гусеница вместо того, чтобы продолжить своё обычное существование, остаётся на месте и выгибается дугой над коконами, защищая их от хищников. Фактически гусеница остаётся живой на протяжении всей стадии окукливания ос.

Почти одновременно с выходом из коконов взрослых насекомых хозяин погибает.

Ланцетовидная двуустка

Первым промежуточным хозяином, данным плоским червям служит – земная улитка. Личинки двуустки проделывают отверстие в желудочном тракте улитки, где достигают следующей стадии развития. Чтобы защититься от паразита улитка, выделяет слизевые комочки вместе с личинками.

Отсюда второй промежуточный хозяин – муравей, поедающий слизь улитки, заражённую сотнями двуусток. Здесь паразиты попадают в пищеварительный тракт, а затем дрейфуют по всему телу насекомого. Развиваясь, паразит берёт контроль над сознанием муравья.

Вечером, заражённый муравей отделяется от колонии и взбирается вверх по травинке. Там он закрепляется и остаётся до рассвета. После, возвращается к своей нормальной деятельности в колонии.

Удивительно, но каждую ночь муравей будет взбираться на вершину травы, пока однажды его не съест крупный рогатый скот, что приведёт к тому, что ланцетовидная двуустка попадёт в печень предпочтительного хозяина.

Саккулина

Саккулина – род моллюсков, которые паразитируют на крабах. Его личинка прикрепляется к клешне и сбрасывает всё своё туловище вместе с ножками, а на голове образуется шип, который пробивает панцирь. Так личинка попадает в полость тела краба, где она поглощает питательные вещества из внутренних органов хозяина.

Саккулина растёт у краба на нижней части грудной клетки. Когда самка саккулины попадает в тело самца краба, она вызывает гормональный дисбаланс. Краб паразитарно кастрируется, он больше неспособен к воспроизведению, к тому же его тело и поведение меняется на манер самки.

Интересно что, зараженные крабы заботится о яйцах саккулины как о собственных.

Источник: https://decem.info/10-udivitelnyh-parazitov-umejushhih-upravljat-povedeniem-hozjaina.html

Зомбирующий муравьев гриб научился распознавать мозг своих жертв

?Василий Сергеев (vasily_sergeev) wrote,
2014-08-28 21:34:00Василий Сергеев
vasily_sergeev
2014-08-28 21:34:00Гриб-паразит, который превращает муравьев в зомби, выделяет специальный «коктейль» химических веществ, который поражает мозг насекомых только одного вида, на других муравьев он не действует, выяснили американские ученые. Первое исследование этих соединений представлено в журнале BMC Evolutionary Biology, а кратко о нем рассказывается в пресс-релизе Университета штата Пенсильвания.

Гриб кордицепс однобокий (Ophiocordyceps unilateralis) меняет поведение насекомого-хозяина: зараженный муравей-древоточец уходит из муравейника и начинает скитаться, подыскивая паразиту оптимальное место для размножения. Когда оно находится, насекомое погибает, а из его головы вырастает плодовое тело гриба, откуда потом высыпаются споры, падающие на землю и заражающие других древоточцев.

Ученые впервые обнаружили в Северной Америке паразитический гриб кордицепс. Обычно он обитает в тропическом поясе. Чтобы проверить избирательность действия паразита, они заразили им муравьев-древоточцев (Camponotus) и насекомых другого рода — формика (Formica). Оказалось, что кордицепс может убивать и формицинов, но не способен управлять их поведением.

Чтобы выяснять молекулярные механизмы этого явления, ученые извлекли мозг двух видов муравьев и поместили его в пробирку. Как и ожидалась, при контакте с этими тканями паразит выделял разные химические соединения. На мозг древоточца кордицепс реагировал несколькими сотнями неизвестных веществ. Ученым удалось определить два из них — это гуанидиномасляная кислота и сфингозин.

Гуанидиномасляная кислота является нейроактивным веществом, вызывающим конвульсии и эпилептические припадки у животных.

Ее же нашли у китайского гриба Trogia venenata, контакт с которым, вероятно, ежегодно приводит к смерти нескольких десятков жителей провинции Юньнань.

L-треосфингозин участвует в работе сфинголипидов, которые играют важную роль в передаче клеточного сигнала и в клеточном распознавании.

Исследователи выделили два этих вещества и подвергли муравьев-древоточцев их воздействию, однако ничего похожего на поведение насекомого под воздействием кордицепса обнаружено не было. Скорее всего, в зомби муравьев превращает комбинированное воздействие множества химических соединений, отмечают ученые.

А у нас сколько грибов растет в мозгах! Целые плантации, заботливо взлелеянные духовной и светской властями, которым без этих грибов просто ну зарез! А мы и не слышим, и не чухаем, думаем – это мы сами рвемся “вперед и выше”, сквозь снег, и ветер, и звезд ночной полет… А это нас ведут грибы! :)))

Источник: https://vasily-sergeev.livejournal.com/6466671.html