Паразиты, бактерии и вирусы превращают животных в зомби

После прочтения этой статьи могут возникнуть разные интересные вопросы. О том как богат наш окружающий мир на разных паразитов. Возможно вы их начнёте искать их или ещё раз проводить дезинфекцию помещения. Слабонервные могут проходить мимо. Любители ужастиков, так же могут не выдержать откровенного описания жизнедеятельности грибов, бактерий и других паразитов за счёт насекомых и животных. О да, это также круто как первые фильмы про «Чужого» а порой ещё изощрённей и жёстче.

Итак, начнём. Жертвами становятся жуки-мягкотелки (жуки солдатики)  Chauliognathus pensylvanicus. Грибок Eryniopsis lampyridarum обходится со своими «рабами» крайне жестоко. Золотистые мягкотелки обитают не только в Европе, но и на территории североамериканского континента. Питаются и размножаются они на цветах, там же некоторые представители этих насекомых и погибают.

Довольно часто они садятся на цветы, где обитает паразитический грибок Eryniopsis lampyridarum. Подцепив инфекцию грибка, эти жуки отправляются на верхушку растения, вцепляются в цветок челюстями и так, не разжимая челюстей, умирают.

Нити грибка вырываются из брюшка жука-зомби и словно обволакивают его. Это позволяет плодоносящим телам извергаться с верхней части жука и выбрасывать их споры в окружающую среду, где они рассеиваются и заражают другие растения. Так грибок обеспечивает себе пусковые площадки для распространения грибковых спор.

Спустя некоторое время после смерти, по-прежнему оставаясь на цветке, уже мертвые жуки начинают расправлять крылья, словно готовясь взлететь.

Паразит относится к семейству энтомофторовых — все эти грибки поражают насекомых, некоторые используются как инсектициды.  Ученые обнаружили, что паразитический грибок Eryniopsis lampyridarum поражает жука-хозяина, а затем распространяет свои споры на других насекомых, пытающихся спариться с трупом жука.

Мертвые жуки кажутся самками, созревшими для продолжения рода. Кроме того, заражение провоцирует вздутие брюшка, что делает жуков еще более привлекательными для самцов. В течение 15–22 часов после смерти жука его крылья раскрываются, как перед полетом. Эта позиция связана со спариванием насекомых, поэтому привлекает других жуков того же вида. Самцы, летая и видя таких зомби-самок с раскрытыми крыльями, думают, что те готовы к спариванию и совокупляются с ними, однако на самом деле сами заражаются от них. Таким образом заражение передается по цепочке от одного жука к другому.

Ученые исследовали 446 жуков Chauliognathus pensylvanicus. Жертвами грибка становятся около 20% насекомых. И впервые удалось однозначно установить, что на брюшке жертвы размещаются конидиоспоры, клетки бесполого размножения грибов. Именно так споры грибка поражают еще одно насекомое.с

В своих последующих исследованиях ученые намерены выяснить каким образом грибок воздействует на сознание жука, заставляя зараженных подниматься к цветкам, где скапливается большое количество взрослых жуков. Таким образом, грибок повышает шансы того, что его подцепят уже здоровые жуки, также не понятно, что заставляет жука-зомби сжимать челюсти и случайно ли конидиоспоры способствуют расширению брюшка. В размножении этих жуков размер брюшка имеет немалое значение. Биологи обнаружили, что спаривающиеся самки были значительно больше, чем их меньшие и менее удачливые подруги. Оказывается, что самцы жуков довольно разборчивые, и это является причиной того, почему они становятся жертвами коварного грибка.

Если же грибу предстоит перезимовать, он не окружает брюшко жертвы пушистыми «мехами» своих спор и не заставляет ее висеть на цветке с раскрытыми крыльями, словно елочная игрушка. Покоящиеся споры тысячами наполняют тело жука и зимуют внутри. Механизм воздействия этого гриба-паразита до сих пор не известен в деталях.

В ранних стадиях развития жуки-зомби являются очень полезными обитателями сада. Они имеют вид тёмно-серых личинок с бархатистым покрытием. Эти личинки являются важными хищниками, прирождёнными убийцами, и атакуют множество наземных растительных вредителей, таких как гусеницы. Также они любят подниматься на растения, чтобы найти добычу в цветах, на плодах и листьях. Зимуют они в почве, под лиственной подстилкой или под рыхлой корой. После окукливания взрослые насекомые появляются весной, и в хорошие годы их можно найти в большом количестве на цветках многолетних растений в клумбах, где они потребляют нектар и пыльцу или же охотятся на тлю.

Грибки Entomophthora довольно полезны, вызывая эпизоотии, которые могут снижать популяции и даже уничтожить неприятных вредителей, таких как мухи и саранча. Некоторые энтомологи даже считают, что именно грибки являются первичными регулятивными агентами вспышек насекомых во всем мире.

Зомби может не подходит некоторым видам поражения

Некоторые грибы просто постепенно убивают своих хозяев и прорастают сквозь их тела, рассыпая споры. Но многие грибы пошли дальше: Massospora cicadina, к примеру, поражает кишечник цикад, некоторое время оставляя их живыми. У цикады отваливается брюшко, чтобы споры рассыпались лучше, но насекомое продолжает летать, пытается есть и даже спариваться, заражая все больше и больше сородичей.

Другие грибы управляют поведением животных, а не только влияют на их тело. Если гриб Purpureocillium cf. lilacinum инфицирует клопов-щитников Edessa rufomarginata из Коста-Рики, последние, видимо, проникшись любовью к пасленовым, на которых обычно живут, начинают обнимать их стебли, не разжимая лапок даже после смерти. Так споры гриба могут рассыпаться с высоты на далекие расстояния.

Гриб кордицепс однобокий (который тоже обитает в Коста-Рике) также заставляет местных муравьев-кампонотусов залезать на высокие листики и умирать там, вцепившись челюстями в центральную жилку. Кладбища таких муравьев занимают площадь в 20-30 квадратных метров. Внутри муравья кордицепс повышает синтез фермента тирозинфорсфатазы в 110 раз. Известно, что этот фермент заставляет зараженных вирусами гусениц больше двигаться, поэтому ученые предположили, что кордицепс управляет кампонотусами с помощью этого же механизма.

Кордицепс – очень древний паразит: старейшие отметины, похожие на след мертвого муравья, зараженного этим грибом, найдены на окаменелостях возрастом 48 миллионов лет. Почему же он до сих пор не истребил кампонотусов? Оказалось, у него есть гриб-суперпаразит, который ведет «двойную игру», нападая на своего же зомбирующего муравьев родственника. Правда, муравьев этот гриб-двойной агент не спасает, зато не дает кордицепсу размножаться, устраивая зараженным нечто вроде карантина.

Изумрудная тараканья оса

Но насекомые не лыком шиты: не надо думать, что они всегда становятся безвольными жертвами. Изумрудная тараканья оса – сама манипулятор со стажем. Она, словно гаммельнский крысолов, заставляет полумертвых тараканов идти следом, держа их за усики. Коварная обольстительница в переливающемся костюме приводит их в норку, где появятся на свет ее личинки. Так она обеспечивает потомству свежее пропитание. Секрет сохранения таракана еще живым к моменту выведения будущей осы в том, что он меньше дышит, но остается увлажненным, однако в подробностях рецепт приготовления такого блюда еще не установлен.

Изящная леди с осиной (в прямом смысле) талией первым уколом жала (измененной части яйцеклада) обезвреживает жертву. Второй удар оса наносит прямо в «мозг» – подглоточный нервный узел таракана – с точностью, которая под стать ее «ювелирному» имени. Оса «прицеливается», чтобы пронзить оболочку нервного узла (аналог нашего гематоэнцефалического барьера), ориентируясь на химические сигналы насекомого.

Яд стройной красотки блокирует рецепторы нейромедиатора октопамина, заставляя таракана следовать за ней. Ученые доказали это, сделав своего собственного зомби-таракана таким же способом. Вводя тараканам блокатор октопамина, нейробиологи подчинили их своей воле, лишив возможности самостоятельно контролировать собственные движения.

Обратный процесс тоже оказался возможен: если после нападения осы тараканам вколоть противоядие, чтобы разблокировать рецепторы октопамина, парализованные насекомые вновь обретают свободу движений.

Осы создают пауков-зомби

Настоящие наездники (Ichneumonidae) - семейство паразитических ос, превращающих пауков в зомби, заставляя их менять структуру своих паутин для лучшей поддержки личинок осы. Осы вида Hymenoepimecis argyraphaga атакуют пауков вида Plesiometa argyra, временно парализуя их своим жалом. После обездвиживания осы откладывают яйцо на живот пауков. Когда паук приходит в себя, он не подозревает о яйце. Как только яйцо вылупляются, развивающаяся личинка прикрепляется и питается пауком. Перед переходом во взрослую стадию, личинка производит химические вещества, которые влияют на нервную систему паука. В результате, зомби-паук меняет строение своей паутины. Модифицированная паутина более прочная и служит безопасной поддержкой для личинки, поскольку она развивается в ее коконе. Как только паутина готова, паук располагается в центре. Личинка в конце концов убивает паука, высасывая его соки, а затем создает кокон, свисающий с центра паутины. Через несколько дней взрослая оса появляется из кокона.

Червь превращает в зомби

Червь-волосатик (Spinochordodes tellinii) является паразитом, который живет в пресной воде. Он заражает различных водных животных и насекомых, включая кузнечиков и сверчков. После заражения кузнечика, червь растет и питается внутренними частями его тела. По мере того как червь начинает достигать зрелости, он продуцирует два определенных белка, которые вводит в мозг хозяина. Эти белки контролируют нервную систему насекомого и заставляют зараженного кузнечика искать воду. Под контролем червя-волосатика, зомбированный кузнечик погружается в воду. Червь покидают хозяина, а кузнечик тонет. Оказавшись в воде, червь-волосатик ищет партнера, чтобы продолжить свой репродуктивный цикл.

Простейшие зомбируют крыс

Одноклеточный паразит токсоплазма гонди (Toxoplasma gondii) заражает клетки животных и заставляет инфицированных грызунов проявлять необычное поведение. Крысы, мыши и другие мелкие млекопитающие теряют страх перед кошками и чаще попадают в их лапы. Зараженные грызуны не только теряют страх перед кошками, но также, похоже, идут на запах их мочи.

Токсоплазма изменяет мозг крысы, вызывая сексуальное возбуждение от запаха кошачьей мочи. В результате грызун-зомби на самом деле ищет кошку. Кошка съевшая инфицированую крысу, становится новым хозяином токсоплазмы, которая начинает размножатся в ее кишечнике. Toxoplasma gondii вызывает распространенное у кошек заболевание - токсоплазмоз, которое может передаваться от кошек к людям.

У людей T. gondii обычно заражает ткани тела, такие как скелетные мышцы, сердечная мышца, глаза и мозг. Люди с токсоплазмозом иногда испытывают такие психические заболевания, как шизофрения, депрессия, биполярное расстройство и беспокойство.

Женщины становятся дружелюбнее и альтруистичнее, тогда как мужчины, наоборот, не желают ничем делиться. На подозрительность зараженных влияет не только пол, но и место проживания: городские мужчины и деревенские женщины становятся доверчивее из-за токсоплазмы, тогда как деревенские мужчины и городские женщины, наоборот, ищут во всем подвох.

И снова мы видим «дофаминовый» почерк паразита, напоминающий о том, что этот гормон на самцов и самок млекопитающих действительно влияет по-разному. Эксперименты с прерийными полевками, образцами любви и верности в мире грызунов, показали, что дофамин нужен не только для привязанности к своей половинке, но и для агрессии по отношению к чужакам. На самцов и самок такие воздействия могут влиять по-разному: одним надо охранять территорию, другим – привязываться и быть дружелюбными. Возможно, этот отклик чувствуется и в различиях в поведении зараженных токсоплазмой мужчин и женщин – хотя, конечно, люди не мыши, да и интерфейс для токсоплазм не такой удобный.

Но токсоплазмы не учатся на своих ошибках и продолжают посягать на космические корабли: в регионах, где санитария не пользуется особым успехом, а в пищу попадает много сырого мяса, больше чем у половины людей образуются антитела к токсоплазмам. А значит, они больны или, как минимум, встречались с этими паразитами в прошлом. Вылечить эту инфекцию антибиотиками непросто: где-нибудь да выживает покоящаяся форма паразита – циста, которая всегда готова размножиться снова. И снова человек – уже не совсем он, а управляемый изнутри космический корабль токсоплазм, стремящийся внутрь недостижимой кошки.

А как насчет растений? Мы не собираемся незаслуженно обходить их в нашем повествовании. Тем более, что они тоже могут становиться зомби. Из-за бактерий фитоплазм зомби-растения отращивают на веточках листья вместо цветов. Они больше не могут размножаться и, как колонизированные туберкулезными палочками макрофаги, становятся фабриками по производству бактерий.

Одноклеточные делают растения безвольными рабами с помощью белка SAP54, который взаимодействует с белками домена MADS (нет, они отвечают не за сумасшествие, а за формирование цветка). В процессе эволюции бело?к бактерий SAP54 научился быть похожим на белок K-домена, который в норме взаимодействует с MADS – так он и взломал систему доступа к управлению растением.

Но не только ветви растений могут становиться «зомби». Ветви эволюционного древа ученые тоже могут так назвать. Большие споры идут вокруг модели развития млекопитающих после мел-палеогенового вымирания, уничтожившего динозавров и множество других животных и растений. Существует две версии этих событий. Согласно первой «взрывной» модели с «длинным бикфордовым шнуром» (long fuse explosive model), сначала внутри класса млекопитающих разошлись предки разных отрядов, а затем уже возникли разновидности внутри каждого отряда. Модель «короткого шнура» (short fuse explosive model) предполагает, что эти события происходили практически одновременно. Недавно была предложена модель «мягкого взрыва», согласно которой некоторые линии возникли еще в меловом периоде, а уже после вымирания произошел основной «взрыв».

Проблемы и слабые места последней модели выявляют возникшие на эволюционном древе ветви-призраки и ветви-зомби. Первые появляются из-за того, что палеонтологическая летопись неполна: не было найдено никаких предков, а потомки на месте. Вторые приносят больше проблем, потому что они возникают раньше, чем молекулярные данные предсказали расхождение их предковых групп.

Авторы статьи в Molecular Phylogenetic and Evolution анализируют все три модели и приводят доводы в пользу «длинного бикфордова шнура», показывая, что разделение на уровне отрядов вероятнее всего началось еще в меловом периоде. Эта концепция позволяет победить зомби-ветви и сделать эволюционное древо млекопитающих точнее.

В ходе эволюции паразиты обзавелись обширным набором технологий зомбирования. Тут в дело идут все средства: манипуляция, убеждение в ложности сигналов собственных органов чувств, войны с иммунитетом и гормоны-подделки.

«Нейропаразитология – это наука на грани с научной фантастикой», – пишет один из редакторов The Journal of Experimental Biology Майкл Дикинсон из Университета Вашингтона. Эта фраза приправлена смесью ужаса и восхищения: от просьбы «не ешь меня, я тебе еще пригожусь», направленной к чужой иммунной системе, до коварной манипуляции и зомбирования хозяев – один шаг. И пройти его можно, подделывая молекулы, которые используют для общения клетки самого хозяина.

Иногда кажется, что в этом нет никакого особенного смысла. Есть рачки-гаммарусы, которые относятся к отряду бокоплавов (они так зовутся потому, что буквально плавают боком). Но когда на них нападают паразиты, рачки теряют контроль над собой и начинают двигаться как все остальные ракообразные, да еще и плыть на свет, вместо того, чтобы прятаться от него.

В итоге их с большей вероятностью съест рыба, в которую и нужно попасть паразиту. Ученые смогли повлиять на движение гаммарусов серотонином и показали, что скорее всего паразиты влияют на иммунный ответ, из-за чего у рачков воспаляется нервная система. В итоге нарушается работа нейромедиатора серотонина – молекулы-посредника, передающей сигналы между нервными клетками, а также между нервными и другими клетками. Рачок неправильно получает зрительные и обонятельные сигналы и плывет навстречу своей смерти.

Бывает, что паразиты должны провести «детство» в одном организме, «отрочество» в другом, а повзрослеть – в третьем. Так проходит свой жизненный путь червь-сосальщик ланцетовидная двуустка Dicrocoelium dendriticum.

Его яйца должны лежать в почве, в «детский сад» будущие двуустки направляются внутрь улитки. На следующем этапе они некоторое время плавают на свободе в виде личинок-церкариев с хвостиками, потом их проглатывает муравей, после чего они становятся метацеркариями.

Но не все церкарии пройдут муравьиную «школу»: одной из них суждено погибнуть, чтобы дать остальным повзрослеть. Она залезает в подглоточный нервный узел муравья – нижнюю половину того прообраза мозга, который есть у насекомых. Там церкария устраивается поудобнее, окружив себя тонкой оболочкой, и садится за «пульт управления». Отныне муравей работает днем, как и все его собратья, но ночью превращается в безвольного зомби. Он покидает муравейник, залезает на травинку, вцепляется в нее зубами и ждет, пока его не проглотит млекопитающее: зомбированный муравей – лишь угнанный червями шестиногий транспорт для достижения заветной цели, которой становится печень или желчные протоки овцы или коровы. Там черви будут процветать и могут размножиться до десятков тысяч особей.

Другие паразиты, черви-волосатики, посылают на верную смерть кузнечиков и тараканов, заставляя их прыгать в воду, где насекомых должна съесть рыба – следующий хозяин паразита.

Прочитав всё это можно выделить сходную линию у многих паразитов. Чаще всего они заставляют жертвую набирать высоту и во что-то впиваться. Есть факты, доказывающие то что у этих гадов однозначно есть примитивная система навигации и измерения высоты.

Первую часть мы уделили исключительно муравьям не забудьте посмотреть Муравьи зомби. Так же очень интересно с захватывающими фактами из жизни муравьёв и их хозяев.

Источники:

 Показать / Скрыть текст