Кордицепс однобокий (гриб-паразит): общее описание, морфология, заражение муравьев и людей

О грибе кордицепс

Кордицепс – это гриб из семейства спорыньевых. Всего существует около четырехсот подвидов, но только кордицепс обладает лечебными свойствами и считается полезным для здоровья. Гриб является паразитом. Его споры, попав на насекомое (гусеницу, бабочку, муравья), способны произрасти в нем, мумифицируя его. Для человека одинаково полезен не только гриб, но и насекомые, погибшие от его воздействия. Кордицепс хорошо приспосабливается к окружающей среде. Распространен в северо-западных районах Китая. Произрастает в горных районах на высоте 6,5 тысячи метров над землей.

Родственные виды

Кордицепс серо-пепельный – несъедобный гриб-паразит. Плодовое тело у него жесткое, изогнутое, с овальной или круглой головкой. Окрас плодового тела серо-коричневый или черно-коричневый. Головка с желтоватыми пупырышками. Растет кордицепс серо-пепельный на личинках насекомых, а также на почве. Встречается одиночно, но может попадаться и небольшими группами. Плодоносит с лета по осень.

Кордицепс военный также несъедобен. Форма плодового тела веретеновидная, эллипсовидная или булавовидная. Ножка цилиндрическая. Окрас плодового тела оранжевый, а ножки почти белый. Мякоть волокнистая, беловатого цвета. Растут кордицепсы военные на куколках, зарывшихся в почву. Плодоносят с июня по октябрь

Кордицепс однобокий и муравьи

Древоточцы — один из крупнейших в мире родов муравьев, насчитывающий около тысячи видов.

Распространены повсеместно и хотя предпочитают обитать в лесах, встречаются даже в пустынях. Живут древоточцы на Земле давно и успели расселиться по всем континентам (кроме Антарктиды) и зоогеографическим зонам.

Красногрудый муравей-древоточец (фото Joni Räsänen, Flickr.com)

Как следует из названия муравейники размещают преимущественно в древесине.

Последние как минимум 50 миллионов лет в тропических лесах бедных муравьев преследует коварный паразит, который за пару недель превращает активное насекомое в бесхребетного зомби с единственной задачей: обеспечить для гриба максимально удобные условия и место для размножения.

Кордицепс однобокий: морфология и жизненный цикл

Место обитания этого гриба-паразита в течение почти 50 миллионов лет – тропические леса африканского континента, Бразилии и Таиланда. Он создает свою грибницу не где-нибудь, а в теле муравья, хотя иногда его жертвами могут становиться гусеницы бабочек, пауки, муравьи.

Этот гриб, как и другие, распространяется спорами. Муравей, зараженный его спорой, служит грибу источником питания: спора прорастает в его тело, пускает  внутрь него корни и паразитирует на нем до тех пор, пока не наступит стадия зрелости у гифов мицелия.

По размерам развитый гриб превосходит размеры носителя в несколько раз, а сам хозяин вначале превращается в зомби, а затем погибает.

На фото и видео этот процесс хорошо виден.

Но самое интересное в заключается в том, как изменяется поведение зараженного муравья. Ученые-биологи назвали их муравьями-зомби, потому что муравей ведет себя совершенно нетипично.

Объясняется это воздействием на его мозг активных химических соединений, вырабатываемых спорами. Основным объектом, который выбирает кордицепс однобокий, являются муравьи-древоточцы вида Camponotus leonardi, обитающие на деревьях.

Зараженный муравей уходит из своей колонии, а на земле залазит на травинку или невысокое растение и с помощью своих мощных челюстей намертво закрепляется на центральной жилке.

Характерно, что если муравью не удается забраться на траву, то рост гриба прекращается, но муравей все равно погибнет.

Он полностью перестает контролировать свое тело и не совершает больше никаких движений. При этом он еще жив, но фактически уже превратился в грибницу.

А вот кордицепс однобокий начинает интенсивно расти: вначале его корни пронизывают тело муравья и как следует фиксируются на листе, после чего через голову насекомого гриб прорастает вверх, хотя иногда его «всходы» отмечаются на всем теле.

Сразу после фиксации гриб, чтобы не стать жертвой мелких падальщиков, начинает выработку сильного противомикробного препарата.

Кордицепс однобокий, заразив одного муравья, может уничтожить всю их колонию. Однако у муравьев выработалось поразительное чутье на этого паразита, и они, обнаружив зараженного муравья, стараются оттащить его подальше во избежание гибели от эпидемии всей колонии. Обычно обнаруживается около 20-30 зараженных особей на 1 кв. метр.

Зомби в реальном мире: что скрывает гриб-паразит

Науке уже давно известен этот феномен, однако до сих пор ученые долго не могли понять, как именно паразитический гриб O. unilateralis играет свою роль кукловода. Его часто называли «мозговым паразитом», однако новое исследование, опубликованное на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, опровергает данную теорию. Оказалось, что как раз мозг насекомого остается неповрежденным, а контроль за своим хозяином паразит осуществляет путем внедрения в мышечные волокна по всему телу! По сути, зараженный муравей становится для гриба своего рода «мясными доспехами» и средством передвижения, а часть клеток тканей муравья в процессе заменяются на грибные.

Чтобы сделать это удивительное открытие, Дэвид Хьюз (а именно он впервые обнаружил гриб-паразит) начал обширное исследование, в котором приняла участие международная команда энтомологов, генетиков, программистов и нейробиологов. Цель работы состояла в том, чтобы изучить клеточные взаимодействия между паразитом и его хозяином в ходе критической стадии жизненного цикла первого — той, во время которой муравей вцепляется в лист своими мощными мандибулами.

Стадии заражения муравья паразитическим грибом

Ведущий автор исследования, Маридель Фредериксен, кандидат в докторанты в Университете Базельского зоологического института, Швейцария, заявила, что грибок выделяет тканеспецифические метаболиты в организм хозяина, вызывая тем самым изменения в экспрессии генов. Это также приводит к атрофии мышц нижней челюсти муравья, чтобы тот уже никогда не смог разжать их и позволить своему телу упасть на землю — это вызвало бы преждевременную гибель хозяина или подвергло бы паразита лишнему риску. Впрочем, до начала работы ученые не знали, как именно грибок координирует свои действия, чтобы так ловко манипулировать организмом хозяина.

Может ли паразит влиять на мозг?

До сих пор неизвестно, как именно гриб заставляет муравья двигаться по направлению конкретного листа. Ученые полагают, что факт целостности мозга — это на самом деле ключ к решению головоломки: гриб использует потенциал муравьиного мозга достаточно долго, чтобы тот был жив и смог самостоятельно найти подходящую «площадку» для размножения паразита. Другая теория заключается в том, что гриб косвенно влияет на мозг, в частности на его сенсорные функции, чтобы «управлять» муравьями и заставлять их уходить в лес.

Гаймодо Чарисса де Беккер, энтомолог из Университета Центральной Флориды, не принимавшая участия в новом исследовании, уверена, что проделанная работа подтверждает тот факт, что гриб может контролировать хозяина с помощью специальных секреционных соединений, которые играют роль нейромедиаторов. На это указывают в первую очередь данные, полученные при изучении грибкового генома.

Почему для нас это так важно? Понимание механизма зомбирования открывает целый ряд перспектив. В первую очередь, это синтез новых биологически активных соединений, которые могут быть использованы в качестве мощных лекарственных средств. Кроме того, ученые обратили внимание на то, что у гриба Ophiocordyceps kimflemingiae (родственного гриба-паразита) проявляются признаки активности в рамках «биологических часов»: одни гены гриба активны в дневное время, другие — в ночное. Судя по всему, ночью гриб активирует секрецию белков, которые могут взаимодействовать с мозгом хозяина, таким образом обеспечивая собственное доминирование над его нервной активностью. Кто знает, может быть в будущем подобный коктейль из имплантов и нейромедиаторов даст нам возможность управлять мозгом человека и, таким образом, раскрыть все его секреты?

Процесс отточен и протекает достаточно быстро:

• в течение первых 2-3 недель после заражения гриб развивается в тканях живого муравья и образует внутри его тела трехмерную сеть, оплетающую практически все внутренние органы и даже отдельные мышечные волокна. Причем, что удивительно, мозг и нервную систему насекомого гриб не трогает;

Гифы и гифальные тельца гриба вокруг мышечного волокна муравья (3d модель David P. Hughes, PNAS)

• по окончании первой фазы Кордицепс начинает выделять в тело насекомого целый коктейль химических веществ (алкалоиды, спирт сфингозин , гуанидиномасляную кислоту и другие), который заставляет насекомое покинуть муравейник;

• больное насекомое начинает скитаться по округе, выбирает под управлением гриба определенное место для смерти, вцепляется жвалами в жилку листа и погибает от истощения;

Под управлением Кордицепса муравей вцепляется в жилку на нижней стороне листа

• после смерти из головы муравья прорастает плодовое тело гриба (длинная ножка, на конце которой размещается коробочка со спорами), которое разбрасывает сотни тысяч спор в радиусе более чем квадратного метра.

Гриб, выросший из тела муравья (фото David P. Hughes, wikimedia.org)

Кордицепсу однобокому для размножения подходит очень узкий набор условий: он не может нормально развить плодовое тело высоко над землей, ни прямо на ней, ему вредны прямые лучи солнца и чрезмерная сухость воздуха.

Гриб заставляет муравья долго и тщательно выбирать место смерти: на северной стороне дерева, приблизительно на высоте 20-30 см над поверхностью земли и обязательно с нижней стороны листа.

Плодовое тело гриба. (Кордицепс однобокий, фото entomology.umd.edu)

Как ему удается это сделать и какие функции выполняет трехмерная сеть грибных гифов и гифальных телец в организме муравьев, а также выделяемые ей вещества, ученые точно не знают до сих пор.

Единственное, что ясно: паразит контролирует поведение хозяина через периферические системы и не затрагивает мозг.

Словно кукловод, который дергает за нити, управляя марионеткой, грибок контролирует насекомое, манипулируя им.

Кстати, «зомбирование» (или управление поведением) хозяина в природе встречается не так уж и редко.

Самый известный пример — кошачий паразит токсоплазма, которая лишает грызунов (промежуточного хозяина) страха перед кошками и даже заставляет их испытывать возбуждение от запаха кошачьей мочи!

Грибок превращает насекомых в зомби

Используя микроскоп, ученые заметили, что грибок полностью уничтожает сарколемму — поверхность мышечных волокон. При этом места соединения мышц с мозгом остаются целыми и невредимыми, и это говорит о том, что паразит каким-то образом все же взаимодействует с мозговыми импульсами. Как именно это происходит, ученым пока не ясно, но зато они теперь точно знают, что превращение муравья в зомби происходит без непосредственного проникновения грибка в мозг.

Муравьиные мышцы, захваченные грибком-паразитом

Захватив контроль над телом муравья, грибок кордицепс заставляет его подняться на самую высокую ветку. После достижения вершины происходит нечто еще более удивительное — повинуясь командам грибка, муравей кусает ветку с такой силой, что его голова разрывается на части. Насекомое, разумеется, окончательно умирает, но споры паразитирующего гриба, накопившиеся в его голове, падают с высокой ветки вниз и заражают находящихся ниже муравьев.

То, что грибок превращает насекомых в зомби не воздействуя напрямую на мозг, а в первую очередь захватывая мышцы — большое научное открытие. Несмотря на это, паразитирующие грибы все равно остаются крайне загадочным царством живой природы с чертами как растений, так и животных. Например, ученым до сих пор не ясно, почему внутри зараженных насекомых образуются маленькие пузырьки. Некоторые эксперты считают, что эти крохотные частички выделяют вещества, необходимые для управления чужими телами. Возможно, оно так и есть, но этот вопрос важно изучить подробнее.

Лечебные свойства

Как было отмечено, еще не исследована безопасность применения кордицепса у людей. Тем не менее, долгая история использования в традиционной китайской медицине предполагает, что они нетоксичны. С 1964 года в китайской фармакопее официально зарегистрировано лекарственное средство Cordyceps sinensis как растительный препарат C. sinensis , известный на китайском языке как Dongchongxiacao (летняя трава зимнего червя), и является одним из самых известных традиционных китайских лекарственных грибов. Фактически, правительство Китая одобрило использование Cordyceps CS-4 в больницах и признает его безопасным, натуральным препаратом со следующими свойствами:

• нормализует иммунитет;
• убирает воспалительные процессы в организме;
• борется с инфекционными и вирусными заболеваниями (например, грипп, ОРВИ и ОРЗ, простуда и т.д.);
• очищает кровь;
• является средством профилактики онкологических заболеваний;
• убирает проблему сужения кровеносных сосудов;
• нормализует уровень сахара и холестерина в крови;
• помогает нормализовать функции печени;
• очищает кровь от шлаков и токсинов, выравнивает формулу крови;
• прекрасно зарекомендовал себя как средство борьбы с грибковыми заболеванниями (в том числе молочница у мужчин и женщин).

Показания к применению

Кордицепс,используемый в медицине Китая уже более нескольких тысяч лет, в настоящее время рекомендуется к применению в составе комплексной терапии при следующих болезнях:

• Болезнях мочеполовой системы – цистите, пиелонефрите, гломерулонефрите, кольпите, эндометрите, импотенции, дисменореи, поллюциях, маточных кровотечениях;
• Хламидиозе, анаплазмозе, цитомегаловирусе, простом герпесе;
• Поражениях печени – гепатите, циррозе, для активизации обмена в клетках печени;
• Заболеваниях органов дыхания – бронхитах, пневмониях, эмфиземе легких, бронхиальной астме, туберкулезе;
• Нарушениях деятельности сердечно-сосудистой системы – инфаркте миокарда, стенокардии, ишемии, коронаросклерозе, аритмии, угрозе тромбообразования;
• Заболеваниях крови – тромбоцитопенической пурпуры.
• Трансплантации органов – Кордицепс применяется в качестве иммуномодулятора, позволяющего снизить отторжение организмом пересаженного органа;
• Аутоиммунных процессах;
• Чрезмерных физических, психических и нервных нагрузках;
• Стрессовых ситуациях.

А также Кордицепс, по инструкции, может быть назначен как дополнение к основному лечению доброкачественных и злокачественных новообразований. БАД используется в качестве средства, подавляющего очаг опухоли, содействующего уменьшению интоксикации и снижению побочных реакций радиотерапии. В профилактических целях Кордицепс традиционно в медицине Китая применяется как общеукрепляющее средство, способствующее повышению защитных сил организма:

• При проблемах с иммунитетом (частые простуды, вирусные заболевания или пониженный тонус);
• Кордицепс Тяньши назначается для лечения и профилактики новообразований любой природы (рекомендется при онкологии: лейкоз, меланома, аденома, полипы, кисты и другие новообразования);
• для укрепления иммунитета и снижения негативного последствия курсов химио- и радиотерапии (до и во время процедур);
• при повышенных физических нагрузках;
• при гайморите, отите и гнойной ангине;
• при нестабильном психо-эмоциональном фоне, повышенных психилогических нагрузках;
• при проблемах со сном и чрезмерном возбуждении;
• при вирусных заболеваниях: грипп, герпес, гепатит C и гепатит B;
• при заболеваниях мочеполовой системы (хламидиоз, пиелонефрит, уретрит, простатит и цистит) необходимо пройти курс восстановления с помощью препарата Тяньши капсулы Cordyceps Sinensiss;
• при проблемах с печенью (хронический гепатит и цирроз);
• при проблемах с сердечно-сосудистой системой (в том числе при гипертонии, для лечения и профилактики инсульта/инфаркта);
• при заболеваниях крови (в том числе при нарушении формулы крови);
• при проблемах с дыхательной системой (бронхит, астма, туберкулез и т. д.).

Фармакологические свойства

Кордицепс хорошо известен в традиционной китайской медицине и веками использовался для лечения многих заболеваний. Хотя гриб кордицепс показывает многообещающие результаты во многих областях, мало изучено его влияние на человека. Таким образом, необходимы дополнительные исследования, прежде чем эксперты смогут дать конкретные описания фармакологических свойств. Исследования на животных и в лаборатории показывают, что кордицепс способен улучшить здоровье сердца и бороться с воспалением, раком, диабетом и старением. Однако полученные результаты не могут быть распространены на людей. Тем не менее, были проведены исследования на людях о влиянии кордицепса на выполнение упражнений. Было обнаружено, что грибы потенциально повышают потребление энергии и кислорода во время тренировок.

В настоящее время нет единого мнения о дозировке, которую люди должны принимать, чтобы получить ее потенциальную пользу для здоровья или насколько она безопасна. Если вы решили принимать добавки Кордицепса , убедитесь, что приобретаете добавку у надежного производителя и следуйте его инструкции по применению. Препараты с мицелием кордицепса не являются лекарством. Они созданы как биологически активная добавка к повседневному рациону.

Возможные побочные эффекты

Несмотря на благотворное влияние биодобавки на организм, Кордицепс  может давать побочный эффект. Прежде всего это аллергическая реакция на действующее вещество препарата, которая может сопровождаться высыпаниями на коже, зудом и отеками конечностей. Из-за тонизирующих свойств у людей с гипертонией может повышаться артериальное давление, усиливаться сердцебиение, возникать головокружение, тошнота. В редких случаях китайский гриб может спровоцировать нарушение в функционировании внутренних органов.

Как появляются пауки-зомби?

В ходячих мертвецов могут превратиться не только насекомые, но и членистоногие пауки. Известно, что они превращаются в зомби после нападения особого вида ос, которые откладывают на их спинах яйца. Вылупившиеся личинки впрыскивают в тела пауков вещество, которое заставляет их производить особенно прочный вид паутины, из которого плетется безопасный кокон для спокойного развития осиных личинок.

Победить паразитов можно!

Антипаразитарный комплекс® — Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

• В состав входят только природные компоненты;
• Не вызывает побочных эффектов;
• Абсолютно безопасен;
• Защищает от паразитов печень, сердце, легкие, желудок, кожу;
• Выводит из организма продукты жизнедеятельности паразитов.
• Эффективно уничтожает большую часть видов гельминтов за 21 день.

Грибы-паразиты в России

Как бы неожиданно это не звучало, паразитирующие грибы существуют и в России. Их наверняка видел каждый — в лесу, на коре некоторых деревьев можно заметить довольно большие наросты. Ими являются грибы трутовики, которые хоть и не заражают людей и животных для последующего контролирования их тел, но все же являются паразитами.

Гриб трутовик

Споры этого грибка проникают внутрь дерева сквозь расщелины и распространяются по всей древесине, разрушая ее. Зараженные трутовиками деревья легко ломаются и, соответственно, живут не так долго, как могли бы.

Исследования и открытия

Для проведения исследования ученые заразили муравья-плотника O. unilateralis. При этом некоторые особи получили дозу менее опасного, не зомбирующего грибкового патогена, известного как Beauveria bassiana — они служили в качестве контрольной группы. Сравнивая динамику заболевания, вызванного этими двумя грибами, исследователи смогли выделить специфические физиологические проявления деятельности O. unilateralis у муравьев.

С помощью электронных микроскопов, группа создала трехмерную модель, позволяющую определять местоположение, численность и активность грибковых тканей внутри тел насекомых. Для этого были взяты образцы этих тканей размером всего 50 нм, а наблюдение велось с помощью приборов, способных мониторить и обрабатывать изображение с частотой 2000 раз за 24 часа. Чтобы проанализировать внушительный объем поступающих данных, ученые обратились к искусственному интеллекту: алгоритм, основанный на глубоком обучении, в ходе анализа выделял различия в деятельности грибковых и муравьиных клеток. Это позволило исследователям наглядно увидеть то, на какой стадии заболевания ткани организма все еще принадлежали насекомому, а где уже были преобразованы в гриб.

Компьютерная имитация того, как нити грибных клеток врастают в мышечную ткань хозяина

Результаты оказались одновременно чрезвычайно интересными и пугающими. Клетки O. unilateralis распространялись по всему телу муравья, от головы и грудного отдела до живота и ног. Более того, они были взаимосвязаны, создавая своего рода коллективную биологическую сеть, которая и контролировала поведение муравьев. Хьюз отметил, что под конец высокий процент клеток в организме хозяина превратился в клетки гриба — тот буквально сделал насекомое частью самого себя.

Но самое удивительное заключалось в том, что мозговая ткань осталась… нетронутой. «Обычно поведение животных контролируется мозгом, передающим сигналы мышцам, но результаты нашего исследования показывают, что паразит контролирует поведение хозяина с помощью периферических систем», объясняет Хьюз. «Почти как кукловод, тянущий за нитки, чтобы управлять движениями марионетки, грибок также контролирует мышцы муравья, манипулируя конечностями и мандибулами хозяина».