Насекомые с дистанционным управлением: некоторые паразитические грибы поражают мозг муравьев и влияют на их поведение. Теперь исследователи выяснили, от чего паразиты «шепчут» насекомым, а именно от климата. Соответственно, в тропиках грибы иначе управляют своими жертвами, чем в умеренных широтах. Эта дифференциация, вероятно, возникла миллионы лет назад в результате изменения климата и, таким образом, обеспечила выживание грибов.
Звучит как сюжет из плохого фильма: грибок проникает в голову жертвы и овладевает ее телом. Управляемая таким образом жертва помогает паразиту достичь своей цели - а затем погибнуть. Но эта история совсем не из Голливуда. Это было написано самой природой. Жертвами в данном случае становятся разные виды муравьев-древоточцев.
Эти насекомые подвергаются нападению паразитических грибов, каждый из которых специализируется на определенном виде муравьев, используя своих жертв как источник питательных веществ и как средство передвижения. Зараженные муравьи превращаются в подобие зомби и, казалось бы, без воли выполняют определенные инструкции: забираются на деревья или другие растения, кусают себя там и умирают. Причина: здесь грибок может хорошо размножаться и особенно эффективно распространять свои споры с большой высоты - к потенциальным новым жертвам.
Разные инструкции
Интересно, однако, что не все виды муравьев, по-видимому, имеют одни и те же инструкции, запрограммированные «их» грибком. Одни виды кусают листья, другие - ветки или кору. Дэвид Хьюз из Пенсильванского государственного университета и его коллеги более внимательно изучили эту связь. Они хотели знать: как возникает другое поведение?
Чтобы это выяснить, исследователи изучили большое количество научных данных о поведении муравьев-древоточцев из разных регионов мира. Стало очевидным, что климат, очевидно, играет решающую роль. Все виды зомби, обитающие в тропиках, целенаправленно направляются к листьям. С другой стороны, в умеренных широтах дистанционно управляемые насекомые выбирают для укусов ветки и кору. Иногда они цепляются не только ротовым аппаратом, но и ногами.
Климат имеет решающее значение
Объяснение этому: «Летом и ранней осенью везде, где водятся муравьи-древоточцы, много листьев и веточек. Однако осенью деревья в регионах с умеренным климатом сбрасывают листву, а в тропиках они остаются вечнозелеными», - говорит коллега Хьюза Ракель Лорето. В это время года насекомые падают на землю вместе с листьями, что губительно для грибов. Потому что их спорам гораздо труднее распространяться из-под земли.
Генетические исследования различных видов паразитических грибов впоследствии показали, что эта вторая тактика существовала не всегда. Таким образом, эволюционно более старые виды, по-видимому, последовательно отправляют своих жертв на листья. Ветки в качестве мишени и использование ног, по-видимому, появились позже и развились независимо в разных местах. «По нашим оценкам, эти изменения произошли от 40 до 20 миллионов лет назад», - говорит Хьюз.
Важная настройка
Находки окаменелостей подтверждают этот тезис: например, сохранившийся муравей-зомби возрастом 47 миллионов лет из Германии доказывает, что насекомое умерло, когда его укусили листом. В то время влажные вечнозеленые леса покрывали почти всю планету, сообщают исследователи, - от экватора до Северного и Южного полюсов.
По мере похолодания климата растительность изменилась, и появились типичные для умеренных широт леса. Грибы, которые не адаптировались, тоже могли размножаться. «Следовательно, должно быть сильное давление отбора, которое побудило паразитов изменить свои стратегии манипулирования», - пишет команда в заявлении. Итак, со временем в умеренных зонах появились муравьи, которые целенаправленно направлялись уже не к листьям, а к другим частям растения.