Предыдущее исследование показывает, что Ophiocordyceps camponoti-rufipedis, известный как «грибок зомби-муравьев», контролирует умирать рабочих-плотников — Camponotus rufipes — с точностью, прикрепленной к листьям в подлеске тропических лесов, отметила ведущий автор исследования Ракель Лорето, докторант энтомологии, Государственный колледж сельскохозяйственных наук Пенсильвании.«После лазания по растительности и укуса жилок или краев на нижней стороне листьев инфицированные муравьи умирают, оставаясь прикрепленными к вскрытию листьев, где они служат платформой для роста грибов», — сказал Лорето.У гриба растет стебель, называемый стромой, который выступает из трупа муравья. На строме образуется большая круглая структура, известная как аскома.
Затем в аскоме развиваются инфекционные споры, которые попадают в подстилку леса, где они могут заразить муравьев-кормящихся из колонии.Эта репродуктивная активность грибов должна происходить за пределами колонии муравьев, отчасти из-за социального иммунитета муравьев, который представляет собой коллективные действия, предпринимаемые для ограничения распространения болезни, объяснил соавтор исследования Дэвид Хьюз, доцент энтомологии и биологии Пенсильванского университета.«Предыдущие лабораторные исследования показали, что социальный иммунитет — важная особенность сообществ насекомых, особенно муравьев», — сказал Хьюз. «Впервые мы нашли доказательства социального иммунитета в сообществах муравьев в полевых условиях».Исследователи проверили социальный иммунитет, поместив 28 муравьев, только что убитых грибком, в два гнезда — 14 в гнездо с живыми муравьями и 14 в гнездо без муравьев.
Они обнаружили, что грибок не может развиваться должным образом ни в одном из 28 трупов. В гнезде с живыми муравьями исчезли девять из 14 инфицированных трупов, предположительно удаленных муравьями, чтобы предотвратить распространение болезни.«Муравьи замечательно умеют чистить гнездо изнутри для предотвращения болезней», — сказал Хьюз. «Но мы также обнаружили, что этот грибковый паразит не может вырасти до стадии, подходящей для передачи внутри гнезда, вне зависимости от того, присутствуют ли муравьи.
Это может быть связано с тем, что физическое пространство и микроклимат внутри гнезда не позволяют грибку завершить свое разработка."Затем исследователи решили зафиксировать распространенность грибка среди колоний муравьев в районе исследования, который располагался на исследовательской станции Мата-ду-Параисо на юго-востоке Бразилии. После маркировки и поиска 22 разрезов, покрывающих в общей сложности 16 988 квадратных миль, они обнаружили, что во всех 17 найденных гнездах были прикреплены трупы муравьев к листьям рядом с колонией, что свидетельствует о 100-процентной распространенности грибков на уровне популяции муравьев.В более подробном 20-месячном обследовании четырех из этих колоний муравьев ученые измерили давление паразитов, нанеся на карту точное местоположение убитых грибами муравьев и следы кормления в непосредственной близости от гнезд.
«Мы ограничили наше исследование непосредственной территорией вокруг гнезда, потому что это зона, через которую муравьи должны пройти, чтобы покинуть и вернуться в колонию», — сказал Лорето. «Чтобы лучше понять путь, по которому шли рабочие муравьи, мы измерили и нанесли на карту в 3-D следы, образованные муравьями, и это позволило нам определить пространственное расположение потенциальных новых хозяев, которые будут находиться на следах кормления».Измеряя положение управляемых муравьев и нанося их на карту относительно гнезда, исследователи установили, что инфицированные муравьи умирают «на пороге» колонии.«По сути, грибы-зомби создают снайперскую аллею, по которой должны пройти их будущие хозяева», — сказал Хьюз. «Паразиту не нужно развивать механизмы, чтобы преодолеть эффективный социальный иммунитет, который возникает внутри гнезда.
В то же время он обеспечивает постоянное снабжение восприимчивых хозяев».Несмотря на высокую распространенность инфицированных колоний и постоянство грибка с течением времени, исследователи не наблюдали разрушения колонии, предполагая, что паразит функционирует как длительное, но терпимое состояние для муравьев.
«Мы предполагаем, что паразита можно охарактеризовать как« хроническое заболевание », которое, как и у людей, можно контролировать, но не лечить», — сказал Лорето.