3 ноября 2019
Гриб-паразит превращает тело своего хозяина в подобие артиллерийского орудия. Фото Hans Hillewaert/Wikimedia Commons.
Какие только стратегии выживания и распространения не придумывают паразиты. «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) не раз рассказывали о самых странных и впечатляющих из них. Например, паразитические осы делают пауков неустанными трудоголиками, а некоторые бактерии превращают в зомби даже растения.
Не уступает им в коварстве и грибок-паразит, который заражает обыкновенную комнатную муху. Он распространяет свои крошечные споры жутковатым, но очень эффективным способом. Этот патогенный гриб называется Entomophthora muscae, что можно перевести как «разрушитель мух». И название это весьма говорящее.
Проникая в тело мухи, паразит в течение пяти-семи дней убивает её, постепенно переваривая внутренние органы и жировые отложения насекомого.
Но прежде всего грибок поражает мозг своего летающего хозяина и, манипулируя им, заставляет муху забираться как можно выше. Поясним, что в будущем это обеспечит E. muscae наилучшие условия для распространения.
Когда жертва погибает, будучи съеденной изнутри, её брюшко начинает трескаться. Из микротрещин же появляется «артиллерийские» структуры грибка, напоминающие стебли.
На изображении видны грибные «пушки», готовые выстрелить спорами. Иллюстрация de Ruiter et al./Journal of the Royal Society Interface.
Эти стреляющие придатки работают как водяной пистолет. В каждом из них находится жидкость под высоким давлением, а также спора – «снаряд», готовый в любой момент поразить пролетающее слишком близко здоровое насекомое.
Такого рода микропушки встречаются у нескольких типов грибов. Но, несмотря на большой интерес учёных к подобному механизму размножения, физическая динамика этого удивительного явления до сих пор не была изучена детально.
Проблема для исследователей заключается в том, что «отстреливание» и распространение новых спор в естественной среде длится недолго, а предсказать начало этого процесса крайне сложно.
Чтобы выяснить, как именно работают грибковые пушки, физик Жоле де Руитер (Jolet de Ruiter), сотрудничавшая в то время с Датским техническим университетом, и её коллеги создали подобный механизм в своей лаборатории.
Искусственная пушка состояла из микроствола, изготовленного из эластичного полимера. Ствол был заполнен жидкостью и закупорен снарядом, напоминающим спору.
Чтобы выяснить, как именно работают «грибковые пушки» (слева), исследователи из Технического университета Дании создали подобное оружие в своей лаборатории (справа). Иллюстрация de Ruiter et al./Journal of the Royal Society Interface.
Тщательно контролируя давление в аналоге грибкового «оружия», учёные с помощью сверхскоростной видеокамеры подробно изучили его работу. В своём эксперименте специалисты учитывали также размер, форму ствола и его упругость.
Полученные данные наглядно продемонстрировали, как настоящим грибковым пушкам удаётся преодолевать аэродинамическое сопротивление слоя неподвижного воздуха вокруг трупа мухи.
Дело в том, что это один из самых сложных участков пути для спор, поясняют авторы. Паразитическим «семенам» необходимо преодолеть его, чтобы поймать воздушный поток, создаваемый пролетающей неподалёку потенциальной жертвой.
В этом им помогает большая скорость выстрела, составляющая 10 метров в секунду, или около 36 километров в час. Но, как оказалось, это не единственный залог успеха удачного распространения грибка.
Авторы выяснили, что размер грибковых спор должен составлять не менее 10 микрометров. Иначе слишком лёгкий «снаряд» упрётся в неподвижный воздух вокруг тела насекомого, словно в стену.
В то же время, споры диаметром более 40 микрометров не подхватятся воздушными потоками и не смогут «оседлать» следующую жертву.
Результаты вычислений хорошо согласуются с реальным положением дел. Величина спор E. muscae примерно равна 27 микрометрам. Именно такой размер обеспечивает наиболее эффективный, покрывающий максимально возможное расстояние, «запуск».
Датские исследователи, детально изучившие процесс «рассеивания» грибка-паразита, надеются продолжить свои изыскания и создать средство против мух, работающее по принципу грибковых «пушек». Оно позволило бы уничтожать насекомых, прежде чем они распространят болезнетворные микробы, считают авторы.
С подробностями жутковатого процесса распространения грибка можно ознакомиться, прочитав статью в издании Journal of the Royal Society Interface.
Кстати, авторы «Вести.Наука» ранее рассказывали о других грибах-паразитах, превращающих цикад в секс-зомби и повышающих привлекательность жуков для противоположного пола.
Ксения Васильева
