Чарисса де Беккер, доктор философии, приехала в Калифорнийский университет в начале этого года, чтобы продолжить свои исследования грибкового паразита, который заражает муравьев, захватывает их мозг и контролирует их поведение, чтобы распространять грибковые споры - явление, которое привело к зараженных называют «зомби-муравьями».
На протяжении своей карьеры она находила доказательства того, что паразит может манипулировать поведением муравьев, в частности, путем захвата их биологических часов. В ее последнем исследовании, опубликованном 3 ноября в рецензируемом журнале Plos One, результаты показывают, что сам паразит также имеет работающие биологические часы, которые могут быть движущей силой, определяющей время, когда и как паразит заражает и манипулирует организмом. муравьи.
Было замечено, что зараженные муравьи-зомби выходят из своих гнезд, взбираются на часть растительности, такой как испанский мох или сосновая иголка, кусают и в конечном итоге умирают. После этого из их голов вырастает стебель со спорами. Это работа паразита, который манипулирует поведением муравьев, чтобы увести их от их гнезда и обычной жизни, чтобы грибок мог более эффективно распространять свои споры. Теперь, зная, что у паразита есть собственные биологические часы, такие ученые, как де Беккер, могут найти ответ на вопрос, как и почему происходит это явление.
«Мы еще не совсем понимаем, как паразиты манипулируют своими хозяевами с такой точностью», - сказал де Беккер, доцент биологии. «Даже самые блестящие неврологи не могут так эффективно изменить поведение. Поэтому цель моей лаборатории - узнать больше об этом».
Зараженные муравьи обитают в Центральной Флориде, в том числе в государственном лесу Little Big Econ недалеко от Женевы и в дендрарии UCF. По словам де Беккера, хотя большинство инфицированных муравьев было обнаружено в тропических лесах, это явление наблюдается по всему миру.
Первый намек на то, что грибковый паразит может захватить биологические часы муравьев, появился в ходе полевых исследований, в которых наблюдалось, что все зараженные муравьи активно искали возвышенный участок растительности, чтобы укусить его в одно и то же время дня. Более поздние лабораторные исследования показали аналогичные результаты, указывающие на то, что время суток может быть важным фактором для манипулирования грибком.
Де Беккер и ее команда, состоящая из студентов и аспирантов UCF, теперь планируют продолжить это новое направление исследований, чтобы, надеюсь, однажды лучше понять, как паразиты нарушают биологические часы. Ученые в Шотландии уже изучают, как биологические часы связаны с малярией, а группа медицинских исследователей в прошлом месяце получила Нобелевскую премию за исследование молекулярной структуры биологических часов плодовых мушек. Де Беккер считает роль биологических часов в инфекционных заболеваниях следующей важной задачей для изучения учеными. Ученые могут лучше понять, как болезни внутренне воздействуют на людей, зная больше о паразитах и их влиянии на биологические часы.
Исследования Де Беккер и ее команды проводятся в лаборатории UCF, а также в полевых условиях в государственном лесу Little Big Econ и в дендрарии UCF.
В лаборатории муравьи заражаются паразитом, поэтому команда может наблюдать за их поведением в контролируемой среде. Ян Уилл, доктор философии. кандидат и соавтор опубликованной статьи, внимательно наблюдает за муравьями, чтобы лучше определить, когда и как муравьи ведут себя по-другому после заражения.
"Я заинтересован в раскрытии генов, которые участвуют в паразитарных манипуляциях с поведением, и в том, как это сделать", - сказал он.
Уилл познакомился с де Беккером в Мюнхене, Германия, в 2014 году во время получения степени магистра. Он также был заинтригован паразитом и последовал за де Беккер в Орландо после того, как она прибыла в UCF, чтобы вместе продолжить направление исследований.
«В Мюнхене у нас не было муравьев - нам пришлось их доставлять», - сказал Де Беккер. «Находясь здесь [во Флориде], муравьи и грибки окружают нас повсюду, что дает нам все эти возможности для работы как в лаборатории, так и в полевых условиях».