Нелетная инфекция

Риккетсии специально ограничивают способность пауков к полету

«Денежные пауки» семейства Linyphiidae умеют летать и тем самым приносят британцам удачу. А вот мелкие бактерии-паразиты риккетсии, поражающие пауков, наоборот, «обедняют островитян», ограничивая планерные способности паучков.

Чтобы диктовать свое мнение окружающим, не обязательно быть большим и сильным. Этот постулат наглядно демонстрируют взаимоотношения «хозяин-паразит», где последний настолько ограничивает первого, что тому ничего не остается, как подчиниться. Естественно, о сознательном навязывании своей воли в мире животных речь не идёт, корректней было бы говорить об эволюционном приспособлении. Тем не менее за миллионы лет «отлаживания» отношений, паразиты и инфекционные агенты умудряются добиться необходимого им эффекта.

Немало паразитов ограничивают половую функцию хозяина, ведь в таком случае этого самого хозяина можно «растянуть» на больший срок. Существует огромное количество примеров того, как паразиты «обманывают» иммунную систему, используя её клетки в своих целях. Например, так поступают возбудители сонной болезни, туберкулеза или малярии.

Нематоды заставляют заражённых ими муравьёв изображать из себя ягоду

Обнаруженный в Центральной Америке паразит, так сильно меняет внешность своего хозяина-муравья, что зараженное насекомое напоминает красную спелую ягоду. Привлекаемые изменением во внешности и, видимо, в поведении муравьев птицы, склевывают насекомых, в итоге распространяя паразитов вместе с собственными экскрементами. Такой необычный жизненный цикл круглого червя разворачивается среди насекомых, обитающих в тропических лесах Центральной Америке, а также в районе реки Амазонки, заметил профессор интегральной биологии Университета Калифорнии в Беркли Роберт Дадли.

«Очень странно, что такое примитивное существо как нематода может управлять внешней морфологией и поведением своего хозяина так, чтобы птицы облегчали паразитам процесс «расселения», – отметил профессор.

По словам соавтора профессора, доцента из Университета Арканзаса в Литл-Роке, биолога Стефена Яновьяка, зараженные нематодами муравьи отличаются цветом тела от остальных членов колонии таким образом, что начинают походить на спелые, манящие ягоды, похожие на те, что являются плодами многих тропических растений.

Стоит отметить, что исследователи случано обнаружили зараженных насекомых в ходе изучения других муравьев - древесных Cephalotes atratus. В мае 2005 года исследователи искали колонию муравьев в поваленном дереве на острове Барро-Колорадо. Изучая муравьев, Дадли и его коллеги обнаружили, что некоторые члены колонии имели ярко-красные брюшины. Поскольку никто из учёных никогда не видел подобных насекомых, исследователи решили изучить этих муравьев в лаборатории. Произведя вскрытие насекомых, учёные обнаружили, что красные области были «заселены» яйцами нематод.

Поскольку размер и цвет полости явно мимикрировал под цвет и размеры тропических ягод, учёные выдвинули гипотезу, согласно которой круглые черви изобрели новый способ распространения. В течение последующих двух лет учёные проводили наблюдения, пытаясь найти доказательства свой теории. В результате Яновьяк, которого консультировали специалисты, изучающие нематод, удалось описать новый вид нематод - Myrmeconema neotropicum, который будет описан в февральском выпуске журнала Systematic Parasitology. Затем исследователи изучили колонии Cephalotes atratus и выяснили: приблизительно 5% рабочих древесных муравьев в колонии инфицированы нематодами, между тем в одной колонии проживает от нескольких сотен до нескольких тысяч насекомых.

Понаблюдав за поведением зараженных муравьев в их обычной среде обитания учёные убедились, что муравьи, обычно черные, демонстрируют наличие красного живота, который они держат приподнятым. Кроме того, инфицированные муравьи отличаются заторможенностью, так что они легко могут стать добычей птиц. Между тем, как отметил Дали, птицы редко едят муравьев этого вида, поскольку их тело покрыто прочной хитиновой оболочкой и защищено химическим соединением, не очень приятным на вкус. Кроме того, как отметил Яновак, он никогда не видел, чтобы птицы съедали зараженных муравьев.

«Впрочем, я определенно наблюдал за тем, как птицы подлетали к больным муравьям и внимтаельно следили за ними, прежде чем улететь. Вероятно, птиц смущало то, что муравьи, которых по окраске можно было бы принять за ягоду, двигались. Таким образом, я думаю, что небольшие птицы, например, цветочница-бананаквита (Coereba flaveola), вполне могут принимать насекомых за ягоды», - заявил Яновьяк.

Все эти уловки так или иначе направлены на одну цель — увеличить число своих жертв и как можно сильнее расширить зону своего распространения. Например, вирус бешенства делает животных более агрессивными, а токсоплазма даже изменяет психику человека. Ученые даже спорят о влиянии на вкусовые пристрастия бактерий-симбионтов кишечника.

Но мир членистоногих куда разнообразней звериного, и эти формы и краски действительно заставляют паразитов проявить всю свою изобретательность. Сара Гудакр из Университета Ноттингема и её коллеги сумели показать, как

мелкие болезнетворные бактерии риккетсии влияют на дальность и продолжительность полета паучков.

Летающих пауков семейства Linyphiidae в Великобритании называют «приносящими счастье», или «денежными пауками» (money spiders). Существует даже поговорка: «Чтобы всегда иметь деньги в кармане, положи туда маленького money spider. Кроме того, считается, что если такой «планер» приземлился на вас, то это к финансовому успеху. В какой-то степени подобное приземление — действительно случайное событие, ведь пауки практически не управляют своим полетом.

Способность насекомых к самостоятельному управляемому полету до сих пор с трудом поддается объяснению методами классической аэродинамики. Что же касается пауков, не относящихся к насекомым, но являющихся их близкими родственниками, то здесь ситуация несколько проще. Их умение летать объясняется наличием «кайта» — своеобразного спортивного парашюта, сплетенного из паутины.

Небольшое треугольное или многоугольное крыло, а зачастую и просто длинные шелковые нити паутины позволяют перемещаться вместе с движением ветра, а иногда – и по восходящим теплым воздушным потокам. Естественно, на такое движение накладывается немало ограничений. Во-первых, это неуправляемость полета, зачастую оканчивающегося весьма плачевно для «пилота», хотя недавно и было продемонстрировано, что пауки умеют «ловить» восходящие теплые потоки. Во-вторых, это предел массы планирующих пауков — не более 1 мг, представленных чаще всего молодыми особями. Но и здесь, опять же, не обходится без исключений — «кайтом» успешно пользуются и тяжеловесы, достигающие 100 мг.

А вот инфекция риккетсиями на этом умении сказывается не лучшим образом.

Паразиты заставляют организм хозяина защищать себя от хищников

То, что паразиты влияют на поведение инфицированных особей для поддержания своей численности известно уже давно. Однако часто подобные суждения носят исключительно качественный, а не количественный характер.

Не объясняя механизмов этого влияния, ученые из Нидерландов описали еще одни забавный пример вмешательства в поведение особи-хозяина, подкрепив его количественными данными. Свои результаты, опубликованные в статье в журнале PLoS ONE, ученые получили на примере бразильской моли, гусеницы которой питаются листьями гуавы и эвкалипта. Эти гусеницы часто атакуются осами - паразитами, которые быстро впрыскивают в них до 80 яиц, из которых в последствии внутри гусеницы развиваются личинки.

После внедрения яиц внутри гусеницы начинают развиваться личинки, питающиеся её же питательными соками. В этот период гусеница ведет себя так же, как и не инфицированные особи и питается листьями. Как только рост личинок ос достигает определенно этапа, они прорываются наружу сквозь кожный покров гусеницы и начинают окукливаться неподалеку. Гусеница при этом остается жива, однако, её поведение резко меняется. Она перестает двигаться и питаться и остается рядом с куколками ос. При этом гусеница неистово шевелится, отгоняя хищников от окукливающихся личинок. Вскоре после этого наступает смерть.

Ученым удалось показать, что выживаемость личинок охраняемых выносившей их гусеницей в полтора раза выше выживаемости не охраняемых. Сравнить поведение поражённой и свободной от паразитов гусеницы в присутствии хищника можно на этих видео: поражённая, непоражённая.

Насчет механизма, которым личинки управляют поведением гусениц у ученых есть свое суждение. Дело в том, что не все личинки выбираются наружу, чтобы окуклиться. Часть из них остается в умирающей гусенице и вероятно ценой собственной жизни продолжает с помощью гусеницы защищать потомство ос. Впрочем, данные предположения носят уже исключительно спекулятивный характер.

В своей публикации в BMC Biology Гудакр и коллеги избирательно заражали паучков разными видами риккетсий, после чего оценивали способность к полету.

Выяснилось, что один вид паразитов (несмотря на то, что паразитами в медицинской паразитологии считаются простейшие и многоклеточные, бактерии, вызывающие инфекции, тоже находятся в паразитических отношениях с хозяином) существенно снижал и дальность, и продолжительность полета, при этом частота полетов оказывалась неизменной.

Авторы считают, что это способствовало повышению концентрации паучков в их зонах обитания, а вместе с этим — и более быстрому распространению риккетсий.

Человечеству подобного можно не опасаться — повышенная плотность населения вкупе с современными средствами передвижения и такими достижениями, как канализация и центральная система вентиляции, легко заменяют десятки миллионов лет эволюции любому паразиту — ведь теперь нет необходимости придумывать уловки для ускорения распространения. А разобраться с антибиотиками, противовирусными и антипаразитарными препаратами можно и за десяток-другой лет.