Муравьи-зомби не стали держаться за облетающие листья

Паразитические грибы офиокордицепсы сумели приспособиться к умеренному климату, поменяв стратегию управления хозяйскими организмами — муравьями-древоточцами. Американские энтомологи показали, что грибы научились действовать по-разному в разном климате. Если они обитают в тропическом лесу, они заставляют муравья прикрепиться к листу. Если же место действия — умеренные широты, то муравей вцепляется в веточку, а не в лист, который осенью упадет.

Патогенные грибы Ophiocordyceps unilateralis (название объединяет несколько видов) паразитируют на муравьях-древоточцах (триба Camponotini). Споры гриба заражают муравья, проникая сквозь его экзоскелет. По-видимому, на ранних стадиях развития офиокордицепсы выделяют химические вещества, позволяющие зомбировать насекомое и менять его поведение. Инфицированные муравьи забираются на невысокое растение, вцепляются в крупный сосуд листа (по которому движется вода и питательные вещества) и погибают. Гриб прорастает сквозь тело насекомого, используя его не только как источник питательных веществ, но и как опору, выращивает и рассеивает споры.

Офиокордицепсы обитают как в вечнозеленых тропических лесах, так и в лиственных лесах, растущих в умеренном климате. Ранее исследователи заметили, что в тропиках зараженные грибами муравьи, в основном, прикрепляются к сосудам листьев, а в умеренных широтах они вцеплялись в побеги или небольшие ветки.

Американские энтомологи под руководством Дэвида Хьюза (David Hughes) из Университета штата Пенсильвания предположили, что O.unilateralis приспособились к умеренному климату, меняя субстрат (листья или ветки), который кусали насекомые-хозяева. В вечнозеленых лесах для развития гриба годятся листья, но, вероятно, в умеренных широтах паразиты не успевали вырасти сами и вырастить споры до того, как листья опадали, поэтому им пришлось искать замену.

Чтобы доказать свою гипотезу, ученые проверили сначала на образцах грибка, собранного с муравьев, как меняются субстраты при смене тропических лесов на лиственные леса в умеренном климате. Они изучили образцы из собственной лабораторной коллекции, а также из коллекций музеев и гербариев из стран Северной и Южной Америки, Африки, Азии и Океании. Оказалось, что субстраты действительно меняются со сменой климата — в тропиках муравьи цеплялись только к листьям, а в лесах в умеренном климате — к веткам.

В следующей серии экспериментов исследователи в течение 20 месяцев следили за циклом развития O.unilateralis после того, как они заражали муравьев. Наблюдения проводились в Южной Каролине. Выяснилось, что паразитические грибы в умеренном климате развивались гораздо медленнее своих собратьев из тропиков. Они зимовали на теле мертвого муравья и прорастали только в следующем году. В то же время, известно, что в тропиках офиокордицепсы развиваются в течение нескольких недель после гибели насекомого.

И, наконец, исследователи провели филогенетический анализ офиокордицепсов, обитающих в разных частях планеты с умеренным климатом. Так они смогли выяснить, был ли у одинаково себя ведущих паразитов общий предок или они адаптировались к изменению климата независимо друг от друга. Результаты филогенетического анализа показали, что общий предок офиокордицепсов, вероятнее всего, в качестве субстрата использовал листья. Но потом, в ходе эволюции паразиты четырежды меняли листья на побеги и ветки. Исследователи предполагают, что грибы появились в тропических лесах Азии примерно 47-56 миллионов лет назад. Они распространились по другим континентам: окаменелости возрастом 47 миллионов лет находили в Германии. Позднее, в периоды изменения климата паразитам приходилось приспосабливаться и менять как свое, так и хозяйское поведение.

Авторы пришли к выводу, что их гипотеза подтвердилась, и что офиокордицепсы действительно приспособились к изменению климата, заставляя муравьев менять листья на ветки.

Ранее ученые обнаружили вид жуков-карапузиков, которые мимикрировали под муравьиное брюшко. Они хватаются за муравья, втягивают ноги и усики и в таком виде путешествуют на кочевых муравьях.