Паразиты, управляющие разумом животных

Ophiocordyceps unilateralis: гриб, который вдохновил Голливуд

Кордицепс однобокий, он же Ophiocordyceps unilateralis, знаком многим по миру The Last of Us. Впервые его описал британский натуралист Альфред Уоллес в 1859 году. Позже палеонтологи нашли его следы на окаменелом листе из карьера Мессель в Германии — возраст находки 48 миллионов лет. Этот гриб очень разборчив. Каждый его подвид охотится строго на определённый вид муравьёв-древоточцев из рода Camponotus. Одна и та же особь кордицепса не поражает одновременно осу и кузнечика. Для других насекомых есть свои виды того же рода.

Сериал The Last of Us вдохновлён реальным грибом-паразитом Ophiocordyceps unilateralis

Спора прорастает в муравья через дыхательные отверстия в панцире. Две-три недели она тихо разрастается внутри, поглощая мягкие ткани. Долгое время считалось, что гриб проникает прямо в мозг и управляет им. Но недавние исследования показали другое. Мицелий оплетает мышцы насекомого сетью тонких нитей и манипулирует ими с помощью химических сигналов, а мозг остаётся нетронутым. Это вмешательство сбивает циркадные ритмы муравья и его восприятие запахов. Он перестаёт узнавать сородичей и уходит из колонии.

Смертельное восхождение муравья-древоточца

Заражённый муравей спускается с кроны на уровень подлеска. Около полудня он начинает карабкаться по стеблю невысокого растения — учёные заметили, что это связано с положением солнца. Муравей останавливается на высоте примерно 25 сантиметров от земли. Почти всегда это северная сторона стебля. Там влажность держится выше 94 процентов, а температура от 20 до 30 градусов. Идеальные условия для роста гриба.

Через несколько дней после смерти муравья из его головы прорастает стебель гриба со спорами

Добравшись до нужного места, муравей намертво вцепляется челюстями в жилку листа. Мышцы, которые должны разжать челюсти, атрофируются. Учёные называют это death grip — смертельная хватка. Процесс необратим. Насекомое погибает через несколько часов, оставаясь прикреплённым к листу. Через 4-10 дней из затылка муравья прорастает длинный стебель. Ещё через одну-две недели на его конце созревают споры. Они дождём осыпаются на муравьиные тропы внизу и заражают новых сородичей. Цикл повторяется.

Изумрудная оса: два укуса, которые превращают таракана в раба

Изумрудная тараканья оса Ampulex compressa охотится на добычу вдвое крупнее себя — американского таракана. Первый удар она наносит в переднегрудной нервный узел. Это вызывает короткий паралич передних лапок на две-три минуты. Пока таракан не может убежать, оса делает главное. Она с ювелирной точностью вводит жало во второй нервный узел — прямо в мозг. Удар приходится в участок, отвечающий за инстинкт самосохранения.

Изумрудная оса охотится на тараканов, которые часто крупнее её самой

Яд содержит блокатор октопамина. Это нейромедиатор, без которого насекомое не может нормально двигаться и защищаться. Энтомологи проверили обратимость эффекта: если ужаленному таракану ввести вещество, разблокирующее рецепторы октопамина, к нему возвращается способность двигаться. Но в дикой природе антидота нет. Таракан остаётся послушной, лишённой воли жертвой до конца жизни. А жизнь эта совсем короткая.

Живой инкубатор: как оса управляет тараканом

После укуса оса откусывает у таракана кончики усиков. Она пьёт выступающую гемолимфу — вероятно, так проверяет, что доза яда сработала правильно. Затем оса хватает таракана за обломок усика и ведёт его, как на поводке, в заранее вырытую норку. Насекомое идёт добровольно. Ничто физически не мешает ему сбежать, просто воля к сопротивлению отключена.

Второй укус оса делает точно в мозг, отключая инстинкт самосохранения таракана

В норке оса откладывает на таракана одно яйцо и заваливает вход землёй. Через несколько дней из яйца выходит личинка. Она начинает есть таракана изнутри, но действует расчётливо: сначала поедает менее важные органы, а жизненно необходимые оставляет напоследок. Так живой продуктовый набор остаётся свежим до того момента, когда личинке пора окукливаться.

Токсоплазма: паразит, который лечит страх любовью

Простейшее Toxoplasma gondii завершает половое размножение только в кишечнике кошки. Но добраться туда паразит может только через промежуточного хозяина — чаще всего крысу или мышь. Проникнув в мозг грызуна, токсоплазма формирует цисты в структурах, отвечающих за память, мотивацию и страх — в миндалевидном теле и гиппокампе. Там паразит может законсервироваться на всю жизнь хозяина, не вызывая внешних симптомов.

Токсоплазма меняет работу миндалевидного тела и гиппокампа заражённого грызуна

Классические эксперименты показали: заражённые грызуны перестают бояться запаха кошачьей мочи. Более того, они начинают искать этот запах и сами идут навстречу хищнику. Исследования 2020 года уточнили механизм. Паразит вызывает в мозге лёгкое воспаление. Из-за него у грызуна снижается общая тревожность и осторожность, а не появляется избирательная тяга именно к кошкам. Итог для паразита один: беспечная жертва становится лёгкой добычей. Кошка её съедает, и жизненный цикл токсоплазмы завершается.

Leucochloridium paradoxum: улитка с «гусеницами» в голове

Давайте разберем ещё несколько примеров того, как паразиты берут под контроль своих хозяев. История с плоским червем лейкохлоридием парадоксальным начинается в кишечнике мелких воробьиных птиц. Там живет взрослая особь, а ее яйца выходят наружу вместе с птичьим пометом. Улитки янтарного цвета из рода Succinea поедают зараженную траву вместе с этим пометом. Внутри улитки из яиц вылупляются личинки червя. Они сразу ползут к щупальцам, где расположены глаза. Первая личинка обычно занимает левое щупальце, а следующая довольствуется правым.

Пульсирующие щупальца улитки выглядят как сочные гусеницы для проходящих мимо птиц

Внутри щупалец паразиты быстро растут. Они окрашиваются в яркие зелено-коричневые полосы и начинают пульсировать, становясь похожими на толстых гусениц. Пока личинки растут, улитка слепнет. Вместо того чтобы прятаться, она инстинктивно выползает на открытые, хорошо освещенные места. Там её проще заметить птицам. Пернатые склевывают щупальца, принимая их за добычу, так паразит возвращается в организм птицы. Ослепшая улитка не погибает и способна отрастить новые щупальца. Но очередная личинка тут же занимает освободившееся место, и весь спектакль повторяется снова.

Оса Glyptapanteles: телохранитель из-за гроба

Оса-наездник из рода Glyptapanteles парализует гусеницу пяденицы Thyrinteina leucocerae. Она откладывает в её тело около 80 яиц. Личинки развиваются внутри, питаясь гемолимфой хозяина. Затем они прогрызают кожу и окукливаются рядом на той же ветке или листе. Казалось бы, на этом жизнь гусеницы заканчивается. Но она остается жива.

Заражённая гусеница остаётся жива и охраняет чужие коконы до собственной гибели

Секрет в том, что одна-две личинки остаются внутри тела гусеницы. Судя по всему, именно они управляют её поведением после того, как основная часть потомства покинула хозяина. Зараженная гусеница перестает питаться. Вместо этого она выгибается дугой над коконами и охраняет их. Когда к коконам приближаются хищные клопы-щитники, гусеница яростно раскачивает головой из стороны в сторону, отпугивая врага. В одном из экспериментов с 400 зараженными гусеницами коконы под такой охраной выживали почти вдвое чаще. Гусеница погибает почти одновременно с тем, как из коконов выходят взрослые осы. Свое предназначение она уже выполнила.

Вирус бешенства: древний механизм агрессии

Вирус бешенства распространяется по нервным волокнам к мозгу со скоростью около 3 миллиметров в час. Медленно, но неотвратимо. Больше всего вирусных частиц накапливается в аммоновых рогах, части мозга, которая отвечает за агрессию. Добравшись до цели, вирус запускает два изменения в поведении хозяина.

Обильное слюноотделение помогает вирусу бешенства передаваться через укус