Исследователи из Коннектикута недавно задокументировали в Nature Scientific Reports кровавую и увлекательную связь между периодическими цикадами и грибком, который заражает их, перехватывает их поведение и вызывает сцену прямо из фильма о зомби.
«Это забавная история для нас, а не для цикад», - говорит исследователь экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Коннектикуте Джон Кули.
Хотя исследователи знали о грибке около 100 лет, Кули и его коллеги Дэвид Маршалл, постдок, и лаборант Кэти Хилл опубликовали новые данные об инфекции.
История начинается с появления цикад, когда от 2 до 5 процентов заражены спорами грибка под названием Massospora cicadina. Хотя грибок поражает как самцов, так и самок цикад, исследователи обнаружили, что на ранних стадиях развития инфекция - на данный момент называемая инфекцией Стадии I - вызывает любопытные поведенческие изменения у самцов, где, в дополнение к их обычному брачному поведению, они проявляют взмахи крыльями, которые обычно наблюдаются только у самок цикад.
Зараженные самцы цикад придумывают уловку, очень похожую на Сирен из греческих мифов; они взмахивают крыльями, как самки, и заманивают здоровых ничего не подозревающих самцов, которые подходят достаточно близко, чтобы подвергнуться воздействию спор, что приводит к их гибели. Больные самцы также будут пытаться совокупляться с неинфицированными самками, подвергая их воздействию еще большего количества спор.
Инфекция приводит к тому, что брюшко насекомого вздувается, заполняясь порошкообразными белыми грибковыми спорами, которые в конечном итоге лопаются или полностью отваливаются. Когда брюшко отпадает, вместе с ним теряются и гениталии, но это не останавливает цикад от их страстного стремления совокупляться.
Цикады, зараженные спорами, распространяемыми первоначально зараженными цикадами, проявляют так называемую инфекцию Стадии II, следуя тому же циклу инфекции, что и при инфекциях Стадии I, в некоторых случаях действуя нормально, несмотря на отсутствие гениталий и большие части их брюшка и извергают споры, куда бы они ни пошли.
Работа грибка завершена, споры распространяются и готовы заразить будущие поколения.
Растущее количество исследований
Кули говорит, что исследования подобных инфекций, вызываемых паразитами или грибками, наблюдались у других видов, например, у жуков, плодовых мушек и даже у млекопитающих, и привели к увеличению объема литературы за последние 10 лет или так.
Об инфекциях цикад Кули говорит: «Это явление представляет собой окончательную эволюционную гонку вооружений, в которой хозяин проигрывает, потому что грибок делает его бесплодным или эволюционно неуместным для распространения спор».
Он ожидает, что эта область исследований будет продолжать накаляться в ближайшие годы по мере раскрытия новых подробностей этих гонок вооружений.
Этот тип исследований необходимо проводить в полевых условиях, и трудно предсказать, где будет присутствовать грибок. Лучшие сайты для изучения этих несчастных цикад почти не попадались. Как объясняет Кули, «я проезжал мимо и говорил: «Черт возьми, в этом месте много мертвых цикад. Что происходит?»
Он говорит, что результаты исследования этого грибка-угонщика являются прекрасным примером важности фундаментальных научных исследований и наблюдений и могут в конечном итоге привести к научному прорыву.
«Фундаментальные исследования иногда не очень интересны, можно долго сидеть и наблюдать за ошибками», - замечает он.«Вы никогда не знаете заранее, какими будут отдачи и приложения. Но фундаментальные исследования могут привести к тому, что у кого-то будет момент «Ага». Может быть, это может привести к новому биоконтролю, может быть, грибок сможет выделять что-то, чтобы изменить метаболизм или нервное поведение. Нам нужно посмотреть, куда он пойдет."
Исследование проводилось при поддержке следующих грантов профессору экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Коннектикуте Крису Саймону: NSF DEB 98-07113 и DEB 99-74369.