Жуткий зомби-грибок превращает насекомых в возбужденных некрофилов

Стремление использовать сексуальное поведение так распространено в природе, что это идеальная цель для паразитов. От растений, которые маскируют свои цветы под самок насекомых, чтобы соблазнить самцов выполнять за них работу по переносу пыльцы, до грибов, которые обманом заставляют пауков-самцов спариваться с инфицированными самками, многие организмы используют эту силу похоти.

Зомби-грибок E. muscae (энтомофтора мушиная) поднимает использование этой силы до поразительного уровня, и исследователи из Копенгагенского университета провели серию экспериментов, которые убедительно продемонстрировали, как он это делает. Их работа еще не прошла экспертную оценку, но доступна на сервере препринтов bioRxiv.

Эколог Андреас Наундруп и его команда предложили самцам мух выбирать между зараженными и неинфицированными мертвыми самками мух на одной и той же арене тестирования. Хотя они не обнаружили четкой разницы, с которой самец выбирал пару для спаривания, было больше попыток спаривания, если одна из мертвых самок находилась на поздней стадии фазы высвобождения спор (споруляции) инфекции.

Чтобы подтвердить, что это увеличение периода сексуальной активности мух действительно полезно для грибка, исследователи инкубировали самцов мух в течение 10 дней. Почти три четверти самцов, контактировавших с самками с поздней стадией споруляции, были инфицированы, по сравнению с 15 процентами самцов, которых привлекли самки на ранней стадии споруляции.

Затем ученые измерили реакцию антенн самцов домашней мухи на летучие соединения, окружающие живых мух, неинфицированных и спорообразующих трупов мух. Опять же, наиболее привлекательными оказались мертвые спорулирующие самки.

Сравнивая химические вещества с использованием газовой хроматографии и масс-спектрометрии на ранних стадиях споруляции, на поздних стадиях споруляции и у неинфицированных мух, команда обнаружила отчетливый химический профиль длинноцепочечных спиртов и сложных эфиров.

После тестирования этих соединений на мухах исследователи пришли к выводу, что несколько типов этих летучих химических веществ работают вместе, чтобы привлечь самцов.

«E. muscae вызывает изменения в химическом составе летучих веществ, которые привлекают комнатных мух, производя несколько необычных летучих соединений», — пишет команда ученых в своем препринте.

Некоторые из этих соединений неизвестны для домашних мух, но привлекательны для других насекомых, таких как шмели. Исследователи подозревают, что более летучие химические вещества могут быть пищевым аттрактантом, который можно приманить на расстоянии, а более слабые сигналы влияют на репродуктивные позывы мух.

Изучая экспрессию генов, ученые также обнаружили, что E. muscae активно экспрессирует ключевые ферменты на поздней стадии споруляции, которые, как известно, продуцируют эти соединения.

Хотя грибковое заболевание может поражать популяции домашних мух во время эпидемии животных, оно не является специфическим для этого вида и, как известно, заражает и других мух.

Как только спора попадает на подходящего хозяина, у нее образуется система мицелия, напоминающая корень, которая проникает в часть мозга, контролирующую ползание насекомого. Там он манипулирует мухой, чтобы она подползла к высоте, способствующей высвобождению спор, одновременно поедая ее плоть изнутри и развивая собственные репродуктивные органы, которые вырастают из мертвой мухи.

Мало того, что этот гриб обладает тревожной способностью зомбировать своего хозяина, он также обладает невероятной способностью манипулировать здоровыми мухами, которых он еще даже не коснулся. Этот пример химической мимикрии, использующей побуждения животных к спариванию, является одним из первых описаний такой расширенной манипуляции поведением со стороны патогена.

«Таким образом, представленные здесь результаты могут иметь потенциал для открытия новых полу-химических аттрактантов или феромонов, специфичных для домашних мух, которые могут быть использованы для борьбы с вредителями», — предполагают исследователи.

Исследование было опубликовано на сайте bioRxiv.