Ученые открыли грибок, превращающий мушек в послушных "зомби"

Биологи из Калифорнии открыли необычный грибок, который проникает в мозг плодовых мушек-дрозофил и превращает их в послушных зомби, распространяющих его среди здоровых насекомых. Их выводы были представлены в журнале eLife.

"Существует несколько микробов, грибков и простейших, способных управлять поведением многоклеточных животных. Мы до сих пор не понимаем, как они "взламывают" нервную систему жертв, и открытие грибка, заражающих дрозофил, дает нам шанс раскрыть эту тайну", - рассказывает Кэролин Элья (Carolyn Elya) из университета Калифорнии в Беркли (США).

Закулисный кукловод

В последние годы биологи открыли десятки примеров того, что паразиты могут напрямую управлять поведением хозяина. К примеру, вирус LdMNPV умеет заставлять гусениц шелкопряда забираться наверх деревьев и превращаться в "вирусную бомбу", а личинки мушек-горбаток заставляют пчел сбегать из улья. Кошачий паразит токсоплазма способен "перепрограммировать" память человека и мышей, делая первых склонными к суициду, а вторых - бесстрашными.

Самым "продвинутым" и интересным примером подобных паразитов пока остаются грибки из рода Ophiocordyceps, поражающие муравьев, живущих в тропических лесах Южной и Центральной Америки. Когда этот "зомби"-грибок проникает в организм жертвы, он радикальным образом меняет ее поведение, заставляя муравья прикрепляться к веткам и листьям деревьев над муравейником и над тропинками, по которым его сородичи отправляются на поиски еды в лес.

Элья и ее коллеги фактически случайно открыли еще один пример подобного "невидимого кукловода", который поражает не муравьев, а фруктовых мушек-дрозофил - аналогов лабораторных мышей среди насекомых.

Летом 2015 года, как рассказывает биолог, она оставила половинку подпорченного арбуза на балконе квартиры, надеясь привлечь новых дрозофил и собрать личинок для экспериментов в ее лаборатории.

Через некоторое время мушки действительно начали размножаться в гниющей мякоти арбуза, однако часть взрослых насекомых, как случайно заметила Элья, вела себя очень странным образом. Они кружили по балкону, постепенно поднимаясь к его потолку. Достигнув его, мушки замирали, вытягивали свой хоботок, прикрепляясь им к стене, поднимали крылья неестественным образом и умирали.

Собрав несколько мертвых телец мушек, Элья проанализировала их содержимое и обнаружила на их поверхности большое количество спор паразитического грибка Entomophthora muscae, который ученые давно рассматривают в качестве одного из средств для борьбы с мясными и обычными мухами.

Невидимая рука грибка

Открытие спор этого грибка заставило ее предположить, что странное поведение мушек и споры Entomophthora muscae могут быть связаны между собой. Она проверила эту теорию, попытавшись заразить лабораторных дрозофил этим грибком, чье название с латыни переводится как "убийца насекомых".

Изначально у биологов ничего не получалось - грибок упорно "скрывался" от них и не желал размножаться в "тепличных" условиях. Позже ученые обнаружили, что стандартизированный корм для дрозофил содержит в себе антибиотики, убивающие грибки, из-за чего споры "убийцы насекомых" не приживались.

Когда ученые перевели дрозофил на "органическую еду", грибок быстро проник в их организм, в первую очередь заразив крупнейшие нервные узлы насекомых. Параллельно с этим нити его грибницы проникли в жировые запасы мушек и начали "выкачивать" из них энергию.

Пока у дрозофил оставался жир, Entomophthora muscae никак не проявлял себя и не влиял на поведение насекомых. Ситуация резко менялась после истощения его запасов - нити "убийцы насекомых" начинали прорастать во все органы мушки и брал под контроль ее мозг, заставляя обреченное существо подниматься вверх.

Только после того, как его жертва прикреплялась к потолку, грибок убивал ее, "съедал" ее мозг и мускулы, и начинал разбрасывать споры. Подобным образом он, как и его далекий родич Ophiocordyceps, обеспечивал максимальный "радиус поражения", заражая остальных мушек и личинок, живущих рядом с его жертвой.

В свою очередь, открытие "зомби"-грибка, поражающего хорошо изученных дрозофил, поможет ученым максимально повысить наши шансы на раскрытие секретов того, как эти "закулисные кукловоды" манипулируют поведением жертв, отличают их от "несовместимых" насекомых и узнают, что происходит в окружающей среде.