Мравките на зомбита са прегледани

Кордицепс, израстващ от главата на мравка. Чрез BBC / GIPHY.

От Джино Бриньоли, UCL

В подземието на тропическа гора дърводелска мравка се е спуснала от балдахина от своите редовни пътеки за фураж и залитания пияно по клона. Движенията й са резки и забележими. Тя трогателно се движи напред и изведнъж започва да се събужда с такава свирепост, че пада от клона на земята, преди да възобнови своя нередовен зигзагообразен път. Това е „зомби мравка“ и тя неволно става част от жизнения цикъл на паразитна гъбичка, известна като Кордицепс.

Около обяд, след няколко часа катерене и безцелно приспиване, мравката вече е на не повече от 10 инча (25 см) над земята, пълзейки безцелно по долната страна на лист за фиданка, където без предупреждение тя потъва насила мощните си челюсти в една от жилите на листата, стиснал я здраво между плътно затворените си челюсти.

В рамките на шест часа тя е мъртва. След два дни белите косми настръхват между ставите й, а няколко дни по-късно те се превърнаха в гъста, кафява постелка, покриваща цялото насекомо. Розово-бяло стъбло започва да изригва от основата на главата на мравка и продължава да расте. В рамките на две седмици тя достигна два пъти дължината на тялото на мравка, достигаща надолу към земята отдолу.

Най-накрая стръкът ще пусне спорите си във въздуха, готов да изплува и да зарази по-нищо неподозиращи мравки.

Изображение чрез shunfa / shutterstock.

Това причудливо поведение е записано за първи път от Алфред Ръсел Уолъс в Индонезия през 1859 г., но не е проучено много подробно до скоро. Оттогава е установено, че гъбата нарушава нормалното поведение на мравката чрез химическа намеса в мозъка, карайки заразената мравка да се държи по начини, които ще подобрят възможностите гъбата да разпространява спорите си и така да се размножава.

Гъбичката расте в цялата телесна кухина на мравката, използвайки вътрешните органи като храна, докато силният екзоскелет на мравката служи като вид капсула, предпазваща гъбата от изсушаване, изяждане или по-нататъшна инфекция.

Отблъскване на гъбичките

Най-ранният известен запис на гъби, видимо паразитиращи насекомо, датира от преди около 105 милиона години. Това е насекомо от мъжки мащаб, запазено в кехлибар, с две гъбични стъбла, изпъкнали от главата му. Но този вкаменелост не може да ни каже дали редовното поведение на заразеното насекомо е било променено или нарушено по някакъв начин.

Кордицепс заразява мравка от Сабах, Борнео, Малайзия. Изображение чрез Джино Бриньоли.

Окончателното доказателство за поведението на „зомби-мравка“, датиращо преди около 48 милиона години, идва от фосилизирани листа, които показват отчетливата маркировка от двете страни на листните вени, оставени от заключената челюст на челюстите на заразените мравки. Тази връзка между мравка и гъбичка очевидно е древна, но е и много често - досега са открити около 1000 вида гъбични паразити на насекоми.

В тази вековна борба за оцеляване мравките са разработили адаптации, за да защитят себе си и гнездата си от гъбични инфекции. Като се грижат за себе си и социално се почистват взаимно (алогично отглеждане), те премахват потенциално вредните спори, преди да могат да проникнат през кожата и да се овладеят. Някои мравки пръскат отрова в гнездата си, за да действат като фунгициди и ако това не успее да спре заразяването, те разделят гнездата си, като запечатват замърсени камери.

В някои случаи заразените индивиди се изнасят от гнездото от здрави работници и в краен случай цялата колония се премества, изоставяйки заразеното си гнездо.

Гъбичните патогени са се развили, за да станат или строго специфични за видовете, или по-общи за избора си на насекоми гостоприемник, като някои могат да заразят стотици различни видове. Това изумително разнообразие от гъбични патогени и потенциални гостоприемници създаде някакво своеобразно поведение при насекомите, тъй като те съвместно се развиват, за да се справят с тактиката на гъбичките.

Понякога е трудно да се разбере какво поведение е изцяло неволно и задвижвано от гъбата, за да подобри собствения си репродуктивен успех и какво е еволюирало като форма на защита срещу инфекцията. Например, когато домакинът на мравките се изкачи до повишено положение в това, което е известно като "болест на сумит", това поведение увеличава площта, над която спорите могат да се разпространят чрез разпръскване на вятъра, но също така премахва мравката от близо близост до близките си в колонията, предотвратявайки разпространението на инфекция към сестрите си.

Не е ясно дали това поведение е състояние на зомбита, причинено от гъбичките, или е алтруистичен акт на саможертва от мравката. Ако това е умишлено действие на мравката, това може да спаси останалата част от колонията от поддаване на инфекцията в това, което понякога се нарича адаптивно самоубийство.

Подобно на зомби поведение при насекоми се причинява и от много други видове паразити, включително бактерии и дори други безгръбначни. Това повдига увлекателни въпроси за естеството на всеки организъм, истинската независимост в несъмнено силно сложните взаимосвързани живи системи. Зомби мравките ни предоставят поглед върху тази сложно заплетена мрежа от молекулярни влияния и поведенчески адаптации. Води ни да се чудим кой в ​​крайна сметка контролира кого?

Джино Бриньоли, доктор на науките Изследовател по тропическа екология в Института по зоология и UCL

Тази статия е преиздадена от разговора под лиценз Creative Commons. Прочетете оригиналната статия.

Долен ред: Паразитната гъбичка овладява живите насекоми, превръщайки ги в „зомби мравки“.