Как плоский червь превращает муравьев в послушных зомби

Ученые впервые описали, в какое время суток и при какой температуре «хитрые» плоские черви Dicrocoelium dendriticum берут мозг муравьев под контроль, чтобы затем подчинить этих насекомых своим нуждам.

В природе встречается довольно много паразитов, умеющих искусно манипулировать поведением хозяина, в тело которого они попадают. Они делают это, чтобы повысить шансы на выживание и продолжение рода. Например, в ходячих зомби своих жертв — муравьев — превращают грибы Ophiocordyceps unilateralis.

Когда паразитический гриб попадает в организм насекомого, он начинает нарушать циркадные ритмы муравья, восприятие им запахов, а также передачу нейромедиаторов. В итоге жертва не по своей воле покидает муравейник, поднимается на верхушку какого-либо растения и висит там до самой смерти. Так гриб попадает в нужное место, где влажность и температура оптимальны для распространения спор.

Послушных зомби из муравьев делают и некоторые паразитические плоские черви. Если ученым известно, как и при каких условиях грибам удается взять насекомых под свой контроль, то точного ответа на вопрос, как это получается у паразитических плоских червей, у биологов до недавнего времени не было.

Детально разобраться в этом вопросе попыталась группа исследователей из Копенгагенского университета (Дания). Они впервые изучили влияние окружающей среды на сложное поведение ланцетовидных сосальщиков (Dicrocoelium dendriticum), которые развиваются в организме малых лесных муравьев (Formica polyctena), и узнали, что эти паразиты контролируют муравьев еще более изощренными способами, чем считалось ранее. Ученые выяснили, что плоские черви могут включать и выключать «режим зомби» у насекомых при определенной температуре и в конкретное время суток. Результаты работы опубликованы в журнале Behavioral Ecology.

Сперва ученые выявили в лиственно-хвойных лесах на севере Дании сотни муравьев, зараженных паразитическими плоскими червями Dicrocoelium dendriticum. Затем прикрепили к брюшку насекомых специальные метки с цветом и цифрами, после чего стали наблюдать за поведением насекомых в разных условиях: при различной температуре, влажности, в различное время суток.

Наблюдения показали, что на рассвете и закате при понижении температуры паразит заставляет муравья взбираться вверх по травинке, чтобы затем попасть в пищеварительную систему своего последнего хозяина — жвачных животных. Когда же температура повышается, паразит «выключает контроль», и муравьи возвращаются к своему активному состоянию, начинают укрываться в земле.

«Заставлять муравья подниматься высоко по траве в прохладные утренние и вечерние часы, когда на лугу пасется скот, а затем, если его не съели, „отпускать“ насекомое, чтобы оно могло избежать смертоносных солнечных лучей и не погибнуть напрасно, — весьма хитроумный и сложный способ, которым пользуется паразит», — объяснил один из авторов исследования Брайан Лунд Фреденсборг.

Ученые нанесли метки на муравьев, которых исследовали / © University of Copenhagen

Отметим, что в тело малого лесного муравья при инфицировании проникают сотни паразитических плоских червей этого вида. Однако только один из них попадает конкретно в мозг и берет этот орган под свой контроль. Остальные прячутся в брюшке муравья и ожидают, когда насекомое перенесет их в тело другого хозяина. Пока они ждут, от разрушительной желудочной кислоты муравья паразитов защищают специальные капсулы.

«Когда же муравья съедает корова или другое жвачное животное, миссия того сосальщика, что взял контроль над муравьем [попав в его мозг], завершается, он погибает, а другие сосальщики [вне мозга насекомого] выживают. Можно сказать, что один жертвует собой ради других», — сделали вывод авторы работы.

В ближайшее время датские ученые проведут еще одно исследование, которое, как они надеются, поможет узнать, какой «коктейль» из химических веществ использует паразит, чтобы превратить муравьев в зомби.