Пусть паразиты обычно малы и незаметны, влияние их огромно: по оценкам биологов, возможно, около половины всех видов на Земле ведут паразитический образ жизни.
Перед лицом этих захватчиков разума и тела даже крупные хищники бледнеют, ведь паразиты способны превратить своих хозяев в зомби, лишить их воли и использовать их тело как ресурс для собственного размножения.
Грибы-кукловоды: повелители насекомых
Начать стоит с тех самых грибов, что превращают насекомых и пауков в живых мертвецов. Наиболее известен гриб рода Ophiocordyceps. Но также поговорим о менее известных. Уверен, вы о них не слышали.
Споры этого паразита проникают в тело муравья и незаметно разрастаются внутри, подобно дрожжевому тесту под коркой хлеба. Постепенно гриб окутывает нервные узлы жертвы и вырабатывает химические вещества, подавляющие волю насекомого.
В назначенный час инфицированный муравей покидает родной муравейник. Затем, подчиняясь чужой команде, забирается на стебель растения и мертвой хваткой вгрызается жвалами в листок.
Муравей умирает, так и оставаясь прикрепленным к листу, а гриб прорастает сквозь его голову – наружу выходит темный цепкий строма (плодовое тело) с созревающими спорами.
Через несколько дней из головной капсулы муравья-зомби выстреливают споры, заражая новых жертв внизу.
Биологи называют такое явление «расширенным фенотипом»: зараженное существо перестает принадлежать себе и фактически становится выражением генов паразита – «грибом, действующим через тело муравья».
Но «зомби-грибы» порабощают не только муравьев. Совсем недавно в пещерах Северной Ирландии обнаружили гриб Gibellula attenboroughii, специализирующийся на пауках.
Обычно эти пауки-отшельники из семейства Metainae прячутся во мраке, плетя сети в укромных углах. Однако пораженные грибом особи покидают свои логова и ползут наверх к своду пещеры или на открытые стены – туда, где гриб может распылить споры наиболее эффективно.
Погибшие пауки оказались покрыты пушистым белым мицелием – именно так ученые и заметили новый вид гриба, названный в честь Дэвида Аттенборо.
Поразительно, что поведение «зомби-пауков» почти полностью зеркально поведению зараженных муравьев: гриб-кукловод заставляет и тех и других искать возвышенное открытое место для смерти, чтобы потом из их тела разлетелось споровое облако.
Еще один гриб, Entomophthora muscae, превзошел других в хитрости – он не только программирует поведение хозяина, но и манипулирует окружением.
Этот паразит поражает обычных домовых мух. Зараженная самка мухи в течение ~5-7 дней спокойно живет, но когда гриб созревает, он берет бразды правления.
Мушка взбирается выше, цепляется лапками за субстрат и замирает, превращаясь в спороносящий «маяк». Из тела мертвой мухи вскоре вырастают споровые трубочки, разбрасывающие заразные клетки.
Но Entomophthora идет дальше – он «бальзамирует» муху-носителя особыми веществами и выделяет феромоны, привлекающие других мух.
Самцы, почуяв дурманящий призыв, слетаются и пытаются спариваться с трупиком самки, покрытым грибком. Такой некрофильный обман не оставляет им шансов: споры тут же переходят на нового хозяина при близком контакте.
Исследования показали, что чем дольше мертвая самка заражена, тем более притягательна она для самцов – видимо, концентрация «приворотного» аромата нарастает со временем.
Безжалостные паразитоиды: личинки-убийцы
Не только грибы – сами насекомые тоже нередко становятся коварными паразитами. В мире мух и ос один из самых пугающих образов – это паразитоиды, существа, чье потомство развивается внутри живых хозяев, медленно поедая их изнутри.
К таким относятся, например, эжемухи (мухи семейства Tachinidae) – невзрачные с виду мухи, похожие на толстых серых комнатных, но их личинки несут гибель гусеницам, жукам и даже паукам.
Самка тахины выслеживает, скажем, гусеницу бабочки и откладывает на нее свои яйца. Иногда яйца приклеиваются снаружи к коже жертвы, иногда самка буквально «выстреливает» их в тело проходящей мимо гусеницы.
Когда из яйца вылупляется крошечный червячок, он внедряется в тело хозяина и начинает незаметное пиршество.
Чтобы гусеница дольше оставалась живой и свежей, паразитическая личинка сначала пожирает нежизненно важные органы – жировое тело, гемолимфу, репродуктивные ткани.
Гусеница продолжает жить как ни в чем не бывало, ест, линяет, даже может окуклиться, не подозревая, что внутри нее растет убийца.
Но приходит момент, когда личинка тахины съедает последние жизненно необходимые части – тогда несчастная жертва погибает, а из ее расползающегося тела вылезают белые опарыши паразита.
Однако еще больший трепет вызывают осы-паразитоиды. Одна из самых известных – изумрудная тараканья оса (Ampulex compressa), чьи методы достойны сценария научно-фантастического триллера.
Эта небольшая изящная оса, переливающаяся металлическим изумрудным блеском, охотится на тараканов, чтобы обеспечить своих детенышей пищей.
Но таракан для нее – не просто жертва, а будущая колыбель. Поймав таракана, оса наносит ему два точных удара своим жалом-шприцем.
Первый удар – в грудь, парализует ноги жертвы, чтобы обездвижить ее. Затем оса прицеливается вторым ударом в голову таракана и вводит туда особый коктейль ядов, буквально превращающих таракана в зомби.
Яд не убивает насекомое и даже не полностью парализует – он лишь отключает у таракана инстинкт бегства и чувство страха.
В считанные минуты некогда юркий прусак становится послушной «коровой» – он способен двигаться, но не делает этого без подсказки.
Оса отгрызает у него часть усиков и, словно на поводке, тянет одурманенного таракана в заранее подготовленную нору. Там она откладывает на его брюшко яйцо и замуровывает выход. Таракан остается в яме живой, но лишенный воли.
Когда личинка появится, она начнет медленно поедать таракана, избегая жизненно важных органов, чтобы тот как можно дольше оставался свежим.
В итоге из таракана остаются лишь хитиновые оболочки – через несколько дней из них выйдет уже взрослая оса, повторяя жизненный цикл.
Кукловоды из мира червей: когда жертва сама идет на смерть
Если грибы и осы «программируют» своих хозяев, то некоторые паразитические черви доводят этот прием до крайности – они заставляют жертву совершать действия, опасные для ее жизни, буквально толкают ее в лапы смерти или хищника.
Один из самых знаменитых и зловещих примеров – тонкие волосатики (Gordioidea), паразитирующие на различных насекомых.
Эти черви, похожие на длинные упругие нити, проводят часть жизни в теле кузнечиков, сверчков или богомолов, питаясь изнутри и достигая длины, многократно превышающей длину самого хозяина.
Внутри обычного полевого сверчка может свернуться спиралью червь длиной до 30 сантиметров, то есть в десятки раз длиннее, чем сам сверчок!
Пока паразит растет, он умело не убивает насекомое – пожирает «лишний жир» и даже, как недавно выяснилось, подавляет у самцов-сверчков тягу стрекотать и спариваться, экономя их энергию и не привлекая лишних хищников.
Но как только червь достигает зрелости, ему нужно выбраться наружу и оказаться в воде, ведь взрослые волосатики обитают в водоемах, где спариваются и откладывают яйца.
Задача не из легких для червя, запертого в наземном насекомом, – и тут вступает в силу настоящий «контроль сознания».
Паразит выделяет молекулы, которые воздействуют на нервную систему сверчка. Сверчок начинает вести себя странно – теряет ориентацию и постепенно начинает хаотично бродить вокруг, словно что-то ищет.
На самом деле, червь заставляет его просто ходить куда попало, повышая шансы случайно наткнуться на воду. Когда измученное насекомое наконец оказывается у лужи, ручья или даже миски с водой во дворе, происходит страшное.
Сверчок бросается в воду и тонет. В тот же миг из его заднего конца начинают вытягиваться один, а иногда и несколько длинных бурых червей, которые тут же уплывают прочь.
Есть данные, что крепкие сверчки иногда переживают выход паразита и могут даже оправиться. Но в природе редко кто выживает – утонувшее в пруду насекомое становится легкой добычей для рыб.
Еще более яркий пример зомбирующего паразита – Leucochloridium (лейкохлоридий), небольшая паразитическая плоская опухоль (трематода), изощренно управляющая улитками.
Паразит начинает жизнь внутри сухопутной улитки, проглотившей птичий помет с яйцами червя. В теле улитки яйца вылупляются, личинки мигрируют в печень и там образуют разветвленный спороцист – «материнский» мешок, порождающий десятки «дочерних» личинок.
Эти личинки заполняют длинные трубчатые выросты - спороцисты, которые устремляются к голове улитки и забираются прямо в ее стебельчатые глаза.
Глазной «рожок» улитки разбухает и превращается в полупрозрачный пульсирующий мешок, напичканный личинками паразита.
Более того, окраска этого мешка – полосатая, зеленовато-бурая – начинает сильно напоминать гусеницу или жирную личинку насекомого.
Если раньше улитка была почти неразличима на фоне листвы, то теперь из ее головы торчат две яркие «мигалки», привлекая внимание птиц.
Паразит превращает улитку в живой маяк для пернатых – однако нужно, чтобы улитка вышла на свет. Обычно улитки-долгожители, как Succinea, боятся солнца и сидят в тени.
Но Leucochloridium умеет и это исправить: он подавляет в мозге улитки ее инстинктивный страх света и заставляет ее выползать на открытые, освещенные места.
Получается жуткая картина: под жарким солнцем по ветке медленно ползет улитка с пульсирующими «глазаками», которые как сигнальные огни зовут хищника: «Съешь меня!»
Птицу долго упрашивать не приходится – какой-нибудь дрозд быстро клюет по яркому глазному стеблю, отрывая его и проглатывая вместе с червем.
Так паразит попадает в тело основного хозяина – птицы, где созревает во взрослую особь и откладывает яйца. Яйца выходят наружу с пометом, их съедают другие улитки – цикл замыкается.
Улитка же часто остается жива – лишившись глаза, но не жизни. Более того, через некоторое время она может отрастить новый глазной стебелек, и цикл повторится, если в нем снова поселится паразит.
В каком-то смысле улитка становится заложником ситуации: она может снова и снова превращаться в «мигалку», невольно обрекая себя на многократные атаки птиц.
Невидимые убийцы: малые паразиты – большие бедствия
Мир паразитов таит угрозу не только для отдельных насекомых или улиток, но и для человека. Малярийный плазмодий (Plasmodium falciparum и родственные виды) – один из самых смертоносных паразитов в истории человечества.
Этот одноклеточный протист, передающийся через укусы комаров, ежегодно заражает сотни миллионов людей в тропических странах и уносит жизни около 600 тысяч человек в год.
Плазмодий проделывает в организме человека и комара сложный многоступенчатый цикл, который ужасает своей эффективностью.
Попав с укусом в кровь, паразит сначала обосновывается в печени, где незаметно размножается, скрываясь от иммунной системы.
Затем он тысячами выходит в кровь и проникает в эритроциты (красные кровяные клетки). Внутри эритроцита паразит как в бронированной капсуле – иммунитет не «видит» его, ведь эритроциты не имеют ядра и не подают сигналов тревоги.
Некоторое время плазмодии питаются содержимым клетки, растут, а потом одновременно разрывают миллионы эритроцитов, выпускаясь в кровь и поражая новые клетки.
Эти волны синхронного разрыва кровяных телец и вызывают знаменитые приступы малярии – лихорадка, озноб, пот – повторяющиеся циклы мучений для больного.
Хитрость малярийного паразита не ограничивается прятками внутри клеток. Plasmodium falciparum научился маскироваться еще и другим способом.
Зараженный им эритроцит начинает выставлять на своей поверхности особые клейкие белки, из-за чего клетка прилипает к стенкам мельчайших кровеносных сосудов.
Это приводит к опасным нарушениям микроциркуляции (например, в мозге – отсюда самая тяжелая церебральная малярия), но одновременно спасает паразита от гибели.
Дело в том, что селезенка обычно отфильтровывает старые или аномальные эритроциты – там сидят иммунные клетки, готовые уничтожить и плазмодиев внутри них.
Однако «склеенные» паразитом клетки застревают в тканях и не попадают в селезенку, позволяя паразиту спокойно дозревать внутри до следующего цикла размножения.
Более того, гениальный простейший меняет свои «клейкие» белки как перчатки, сто́ит иммунитету распознать их и начать атаку. У falciparum десятки генов, кодирующих варианты таких белков-масок, и они переключаются, не давая иммунной системе шанс сосредоточиться на мишени.
Но и это еще не все уловки микроскопических захватчиков. Растущие данные показывают, что Plasmodium способен манипулировать поведением своих переносчиков и жертв.
Например, зараженные малярией комары сильнее тянутся к человеку – особенно в тот период, когда паразит уже зрелый и готов к передаче дальше.
В выигрыше снова оказывается только паразит, которому такие поведенческие изменения обеспечивают максимальный охват новых хозяев.
Конечно, окончательные механизмы этих эффектов еще изучаются, но тенденция ясна: даже не обладая мозгом и нервами, одноклеточный организм может управлять сложными существами через химию запахов и сигналов.