Паразитичні гриби здатні впливати на комах-господарів та повністю підпорядковувати їх собі. Дослідження таких грибів ще тривають і приносять науковцям все більше дивовижних відкриттів.
Хто не чув про зомбі – мерців, яких оживив могутній чарівник і перетворив їх на виконавців своїх чорних справ? Окрім подібного – класичного – розуміння слова зомбі, фантастичні книжки, серіали, комп’ютерні ігри підкидають ще чимало різних варіацій. А в побуті широко використовують термін «зомбування» для означення людей, які є цілком живими, проте потрапили під вплив політичної пропаганди чи якоїсь деструктивної ідеї і сліпо за нею слідують, зокрема й бездумно виконують накази очільника партії, засновника ідеології, культової особи тощо.
Однак менш відомим є факт, що зомбі можна зустріти не лише у фантастичних творах чи почути про них в переносному значенні, а що вони дійсно існують у природі. Йдеться про комах, заражених певними видами грибів чи інших паразитів, які перетворюють представників ентомофауни на своїх покірних рабів, перевізників і джерело їжі.
Винахідливі кордицепси
Унаслідок еволюції паразитувати таким незвичним чином навчилися зокрема гриби під загальною назвою кордицепс, які належать до двох родин – Cordycipitaceae та Ophiocordycipitaceae. Глибше занурюватись у класифікацію грибів ми не будемо, оскільки в ній ще й досі тривають зміни та уточнення, внаслідок чого науковці подекуди переносять ті чи інші види кордицепсів до інших родин і родів. Зазначимо лише, що вчені виділяють кілька сотень видів кордицепсів.
Таку назву гриби отримали відповідно до характерного зовнішнього вигляду своїх типових представників, плодові тіла яких нагадують булаву. Латинське слово cordyceps утворене з двох основ, перша з яких, cord, перекладається як «булава», а друга, ceps – це «голова».
Для росту «голови» будь-якому представнику царства грибів потрібно забезпечити певні умови. Щоб спори потрапили в потрібне середовище, гриби виробили різні механізми їх поширення. Найпростішими є варіанти рознесення вітром чи водою. Однак такі способи достатньо ризиковані, адже невідомо, де врешті-решт опиниться спора, і чи буде там достатньо вологи, тепла й поживних речовин. Тому деякі гриби в процесі еволюції винайшли значно ефективніші методи, зокрема й використання інших живих істот.
З погляду пересічної людини, паразитування одних організмів на інших – явище огидне і вкрай небезпечне. Однак у природі воно доволі поширене, а для розвитку біології – цікаве й гідне вивчення. До речі, результатом таких досліджень є не лише суто академічний доробок, а й практична користь. Скажімо, паразитичних комах успішно використовують у сільському господарстві для боротьби зі шкідниками. А наслідком вивчення життєдіяльності різних патогенних грибків є ефективні методи їх знищення.
Ліки, допінг і їжа
Що ж до кордицепсів, то китайська народна медицина здавна використовує деякі їх види як афродизіак та засіб для омолодження. Також вони нібито допомагають протистояти злоякісним пухлинам, лікують кашель різного походження, деякі захворювання серцево-судинної системи, мають антибактріальну дію тощо. Крім того, на початку 1990-х років у застосуванні кордицепса як своєрідного допінгу, що збільшує витривалість і позбавляє втоми, підозрювали двох китайських спортсменів – переможців престижних змагань.
Завдяки таким надзвичайним властивостям препарати з грибів набувають все більшої популярності не лише в Китаї, а й за його межами. Ціна зілля сягає майже космічних висот – відомі випадки, коли за кілограм високоякісного кордицепсу платили 50–100 тисяч доларів.
Зворотнім боком підвищення попиту на цілющий кордицепс є поява його фальсифікату. Недобросовісні ділки пропонують споживачам подекуди невідомі, невипробувані народною медициною види грибів. У кращому випадку такі препарати просто не діють, у гіршому – призводять до отруєнь.
Хоча кордицепс ще 1964 року занесений до китайської фармакопеї, офіційна медицина інших країн ставиться до нього неоднозначно. Вчені продовжують вивчати гриби і знайшли у їх складі аденозин, аденін, урацил, уридін, гуанін, інозин, тимін та інші речовини, які давно й добре відомі та в разі певних захворювань дійсно можуть мати позитивний вплив.
А особливою увагою науковців користується специфічна речовина кордицепін. Саме вона зумовлює більшу частину корисних властивостей, які є найбільшою цінністю цих грибів. Особливу зацікавленість медиків і фармацевтів викликає протипухлинна дія кордицепіну. Їй навіть знайшли підтвердження, проте ефект виявився слабшим за очікування. Він посилюється в поєднанні з деякими іншими препаратами, хоча водночас зростає і його токсичність. Оптимістичних результатів вдалось досягти і в питаннях можливості лікування астми, ниркової недостатності, ВІЛ тощо, тому наукові експерименти тривають. Можливо, у майбутньому древній засіб китайських народних лікарів відкриє нову еру і для світової офіційної медицини.
Втім, відомий імунодепресант циклоспорин, який застосовують у трансплантології та для лікування аутоімунних захворювань, вже довів свою ефективність і посів гідне місце в лікарському арсеналі. Його теж добувають з грибів одного з видів кордицепсів – Tolypocladium inflatum, родина Ophiocordycipitaceae.
Знайшли такі гриби застосування і в кулінарії. Кордицепс китайський (Ophiocordyceps sinensis) та кордицепс мілітаріс (Cordyceps militaris), що паразитують на личинках деяких видів метеликів, слугують представникам багатьох азійських народів, зокрема й китайцям, делікатесною їжею. До того ж, разом із мертвими муміфікованими гусеницями, на яких виросли плодові тіла. Таку незвичну сировину тушкують, смажать, додають до м’ясних страв і чаю, готують з неї супи, пиво, вино тощо. Європейцям такі страви можуть здатися щонайменше дивними, а населенню Китаю, Тибету чи Непалу вони чудово смакують, та ще й допомагають тримати себе в тонусі.
Повелитель мурах
Одним із найбільш незвичайних серед таких грибів є кордицепс однобокий (Ophiocordyceps unilateralis). Саме він надихнув чимало авторів фантастичних романів, фільмів та ігор на значну частину моторошних сценаріїв зомбі-апокаліпсису.
Гриб родом з тропічних лісів був відкритий британським натуралістом Альфредом Воллесом у 1859 році.
Кордицепс однобокий паразитує на мурахах-теслярах (Camponotus leonardi). Потрапивши до організму комахи, спори цього гриба одразу починають у ньому проростати. А за два-три тижні гриб вже здатен впливати на нервову систему мурахи та змінювати її поведінку. Мураха раптом втрачає інтерес до звичних справ і йде геть від мурашника. Проблукавши деякий час у лісі, вона зупиняється в місці, яке найкраще відповідає потребам гриба для його подальшого розвитку, і піднімається на якусь рослину. Потім комаха намертво вчіпляється в листок чи стеблину лапками й щелепами та завмирає.
А гриб продовжує свій розвиток. Він проростає в тканини мурахи і поступово їх перетравлює. Дозрівши, кордицепс утворює плодове тіло, яке розриває тіло жертви поблизу голови і виходить назовні. З нього висипаються спори, які вітер відносить до найближчого мурашника, і все повторюється знову.
Від «втечі» комахи з колонії до завершення життєвого циклу гриба проходить 10–14 днів. Мураха все ще лишається живою до моменту виходу плодового тіла, хоча вже й не здатна керувати власним організмом, тому процес розвитку гриба порівнюють із зомбуванням.
Живий мозок мурахи-зомбі
Тривалий час науковці не могли достеменно визначити, як саме кордицепс змушує мурашку виконувати його «накази». Раніше вважали, що він дістається до головного мозку комахи та безпосередньо втручається в його роботу. Однак нові дослідження виявили, що мозок лишається фізично неушкодженим аж до завершення життя мурахи-господаря.
Міжнародна група вчених провела ряд аналізів заражених грибом мурах з використанням сучасних інструментів і методів, включно з генетичними дослідженнями та залученням штучного інтелекту. Науковці спостерігали за змінами, що відбуваються в організмі хворих комах від дня зараження до їх загибелі.
Перед дослідниками постала вражаюча картина. Гриб не просто проростав в тканини комахи, а замінював вже перетравлені ним на власні. Тобто, замість, наприклад, м’язових клітин мурахи з’являлися клітини гриба. Вони поширювались у всьому тілі тварини з утворенням у ньому цілісної мережі. Можна сказати, що з часом паразит і господар стали єдиним організмом, в якому значна частина клітин належала грибу, і вже неможливо було відділити одну істоту від іншої.
Та найнесподіванішим відкриттям стало те, що зміни не зачіпали головний мозок, хоча стосувались периферійної нервової системи. За словами одного з дослідників, вченого з Пенсильванського університету (США) Девіда Хьюза, зазвичай поведінка тварин контролюється мозком, що передає сигнали м’язам, але результати дослідження засвідчили, що паразит контролює поведінку господаря за допомогою периферичних систем.
– Майже як ляльковод, що тягне за нитки, щоб керувати рухами маріонетки, грибок також контролює м’язи мурахи, маніпулює кінцівками та мандибулами (верхніми щелепами) господаря, – пояснює науковець.
Версії та докази
Утім, чому гриб не ушкоджує мозок комахи, дотепер не зовсім зрозуміло. Очевидно, що така вибірковість не є випадковою. Науковці припускають, що насамперед цілісний мозок важливий для паразита на першому етапі взаємодії з господарем, коли комаха йде з мурашника. Адже на той час клітини гриба ще не захопили все тіло мурахи, натомість паразит має змусити її рухатися до лісу та шукати місце, придатне для розвитку плодових тіл. Вирішити таку задачу можна якраз через вплив на мозок комахи, а для цього той має бути неушкодженим.
Як паразит змушує мозок підкорятися, теж ще остаточно не розкрито. Є версія, що кордицепс керує ним за допомогою певних сполук з нейромедіаторною дією. Тобто, він виробляє речовини, які ніби програмують мозок комахи на потрібні грибу дії та примушують його надсилати відповідні сигнали до різних частин тіла.
Частково підтвердити таку версію вдалося ще одній групі американських науковців – з Універститету Центральної Флориди. Щоправда, свої дослідження вони проводили на інших видах. У їхніх експериментах використовувались кордицепс Ophiocordyceps camponoti-floridani та мураха-тесляр Camponotus floridanus. Науковці встановили, що паразит виробляє токсини, ферменти і вторинні метаболіти, які впливають на поведінку господаря. А в мурахи були виявлені гени, що є мішенями для продукованих грибом сполук.
Внаслідок дії речовин кордицепса змінюється функціонування нервової системи комахи. Зокрема, порушуються циркадні ритми й нюх. Врешті мураха втрачає можливість взаємодіяти з іншими членами колонії, не відчуває, наскільки далеко вона віддалилась від мурашника, тому повернутись назад вже не може.
Такі дивовижні форми взаємодії паразита й господаря мають чітке фіксування у їхніх геномах. Можна сказати, що гриб і мураха відповідають одне одному як дві частинки пазла. Тобто кордицепс певного виду здатен заражати і комах лише одного виду. Подібні взаємовідносини формувалися в процесі еволюції впродовж мільйонів років, що було підтверджено матеріальними доказами.
Кілька років тому, під час вивчення шматочків бурштину із «законсервованими» у них комахами, вчені з Орегонського університету знайшли мураху-тесляра, ураженого грибом. У прозорій смолі древнього дерева чудово збереглися як сама комаха, так і плодові тіла паразита, що проросли крізь її тканини. Прадавній гриб – теж один із кордицепсів. Щоправда, раніше він не був відомий науці. Дослідники назвали його Allocordyceps baltica.
Аналізи бурштину засвідчили, що мураха опинилась у смолі приблизно 50 мільйонів років тому. Очевидно, вже тоді існували специфічні взаємовідносини між комахами й грибами. З цього можна дійти висновку, що склалися вони ще на мільйони років раніше.
Вивчення грибних механізмів «зомбування» триває. Їх розшифрування допоможе доповнити й розширити знання людства про процеси еволюції та взаємодію між різними видами в живій природі. Дослідження можуть виявитись корисними і з практичної точки зору. Наприклад, розуміння механізмів впливу сполук гриба на мозок допоможе створювати нові види ліків, зокрема для лікування психічних захворювань.
Звісно, що в далеких від біології людей згадка про зазомбованих комах викликає запитання, чи не можуть гриби перетворити на своїх слухняних рабів і людей також? На щастя, зомбі-апокаліпсис через кордицепси людству не загрожує. Такі гриби уражають виключно комах. Тож можемо не хвилюватись, а лише дивуватися тому, наскільки різноманітним, дивовижним і загадковим є світ живої природи.
Поділитись в соцмережах:
