Как раз к началу жуткого сезона ученые узнали больше о том, как крошечный паразитический плоский червь, называемый ланцетовидным печеночным червем, заражает мозг муравьев и управляет им. Благодаря своему сложному четырехступенчатому циклу эти черви могут хитроумно приспосабливаться к ежедневным изменениям температуры воздуха, чтобы заразить большее число хозяев. Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Behavioral Ecology.
Шаг 1: Муравей-зомби
Паразит захватывает мозг муравья после того, как тот съедает клубок слизи улитки, зараженной личинками грифа. Затем личинки созревают в мозге, где паразит может заставить муравья взобраться на травинку и зацепиться за нее. Такая стратегическая высота облегчает следующему потенциальному хозяину паразита - корове, овце, оленю или другому пастбищному животному - поедание личинок и предоставление ему другого места для жизни и размножения. Новое исследование показало, что печеночный червь может даже заставить муравья сползти обратно на травинку, когда ему становится слишком жарко.
"То, что муравьи забираются высоко в траву, чтобы пасти скот или оленей в прохладные утренние и вечерние часы, а затем снова спускаются вниз, чтобы избежать смертоносных солнечных лучей, - весьма разумно. Наше открытие свидетельствует о том, что паразит является более сложным, чем мы первоначально предполагали", - говорится в заявлении соавтора исследования Брайана Лунда Фреденсборга, биолога из Копенгагенского университета. Фреденсборг проводил исследование вместе со своей бывшей аспиранткой Симоной Нордстранд Гаск, которая в настоящее время является аспирантом Вагенингенского университета (Нидерланды).
В ходе исследования группа пометила несколько сотен зараженных муравьев в лесу Бидструп, расположенном недалеко от Роскильде (Дания). "Для того чтобы приклеить цвета и цифры на задние сегменты муравьев, потребовалась определенная сноровка, но это позволило нам отслеживать их в течение длительного времени", - говорит Фреденсборг.
Команда наблюдала за тем, как зараженные муравьи реагируют на влажность, свет, время суток и температуру, и выяснилось, что температура влияет на их поведение. При прохладной температуре муравьи чаще всего прикреплялись к верхушке травинки. Когда температура повышалась, муравьи отпускали травинку и сползали вниз.
"Мы обнаружили четкую корреляцию между температурой и поведением муравьев", - говорит Фреденсборг. Мы шутили, что нашли "переключатель зомбирования" муравьев".
Шаг 2: Грейзер
После того как печеночный червь заражает муравья, в его организм проникает несколько сотен паразитов. Только один из этих паразитов попадает в мозг, где затем влияет на поведение муравья. Остальные печеночные черви прячутся в брюшке муравья внутри его кишечника. Там они проникают через желчные протоки в печень, где сосут кровь и превращаются во взрослых особей, которые начинают откладывать яйца.
"Здесь могут быть сотни печеночных червей, ожидающих, пока муравей пересадит их в своего следующего хозяина. Они завернуты в капсулу, которая защищает их от желудочной кислоты последующего хозяина, а печеночный червь, захвативший контроль над муравьем, погибает. Можно сказать, что он жертвует собой ради других", - говорит Фреденсборг.
Затем яйца выделяются с фекалиями животного-хозяина.
Шаг 3: Улитка
После выведения из организма яйца моллюска остаются на земле в ожидании улитки, которая проползет мимо и съест экскременты. Попав в улитку, яйца развиваются в личинки, которые размножаются бесполым путем и могут достигать нескольких тысяч особей.
"Исторически сложилось так, что паразиты никогда не привлекали к себе особого внимания, несмотря на то, что существуют научные источники, утверждающие, что паразитизм является наиболее распространенной формой жизни", - говорит Фреденсборг. "Отчасти это объясняется тем, что паразитов довольно трудно изучать".
Шаг 4: Шарик из слизи
Чтобы покинуть улитку и перейти к следующему хозяину, личиночные черви заставляют улитку кашлять. Затем личинки выходят из улитки в виде комочка слизи. Этот влажный комок привлекает муравьев, они поедают его и невольно заглатывают новые личинки, и цикл начинается заново.
Крошечный печеночный червь широко распространен в Дании и других регионах мира с умеренным климатом, и исследователи все еще пытаются понять механизм захвата им мозга хозяина.
"Теперь мы знаем, что температура определяет, когда паразит завладевает мозгом муравья. Но нам еще предстоит выяснить, какой коктейль химических веществ использует паразит, чтобы превратить муравьев в зомби", - сказал Фреденсборг. "Тем не менее, скрытый мир паразитов составляет значительную часть биоразнообразия, и, изменяя поведение хозяина, они могут помочь определить, кто чем питается в природе. Вот почему их важно понять".