Маридель Фредериксен (Maridel A. Fredericksen) из Университета штата Пенсильвания и ее коллеги из различных американских научных учреждений исследовали отношения между микробами-паразитами и хостами-насекомыми, а конкретнее взаимодействия на клеточном уровне между видоспецифическим грибным паразитом (Ophiocordyceps unilateralis sensu lato) и муравьем-древоточцем (Camponotus castaneus). Ученые пришли к выводу, что гриб, который вырастает из головы этого муравья, захватывает тело насекомого, не касаясь его мозга. Возможно, гриб буквально отключает мозг муравья от его тела, чтобы управлять этим последним. Подробно свои результаты исследователи изложили в статье, опубликованной в PNAS.
Вопреки ранее распространенным представлениям, гриб не стремится к контролю за мозгов муравья. Вместо этого гриб проникает в организм муравья сначала через его кровоток, как отдельные споры, а затем вторгается в его мышцы и там соединяется, чтобы сформировать сети, которые заставляют муравья выполнять его требования. Предположительно, гриб отсоединяет мускулы насекомого от его мозга, чтобы получить нам ним полный контроль.
Известно, что грибы выделяют тканеспецифические метаболиты и вызывают изменения в экспрессии гена хоста, а также атрофию в мышцах нижней челюсти насекомого, но не известно, как именно грибок координирует эти эффекты, чтобы управлять поведением хоста. С помощью сканирующей электронной микроскопии и алгоритмов сегментации изображений на основе глубокого обучения ученые визуализировали распределение, объем и взаимодействия этого гриба внутри тела насекомого.
Грибковые клетки были обнаружены во всем организме хозяина — но не в мозге. Это означает, что этот микроб контролирует поведение животного периферически, тем более что наблюдения показали, показали, что грибковые клетки вторглись в мышечные волокна хоста, где и объединились и сформировали сети, которые окружали мышцы. Эти сети могут быть репрезентацией коллективного поведения этого паразита, имеющего целью добычу корма, что, в свою очередь, может облегчать управлением хостом.
[Фотография: David P. Hughes, Maj-Britt Pontoppidan]
