Зомбирование в природе: Гриб, управляющий насекомыми October 3rd, 2014
Последние несколько лет тема зомби набирает все большей популярности. Всё чаще устраиваются флешмобы ходячих мертвецов, снимаются фильмы и сериалы, выпускаются видеоигры, комиксы, игрушки и т.д. Но мало кто знает, что зомби действительно существуют, правда, не в таком виде, как мы привыкли их представлять. Их можно встретить в тропических лесах: это муравьи и другие мелкие насекомые. Они становятся зомби после того, как их настигает кордицепс - гриб, управляющий их телом.
Поражённое насекомое, в данном случае муравей, покидает свою колонию и обосновывается на листе дерева. После того как жертва занимает удобное для манипулятора положение, гриб начинает прорастать сквозь его тело и голову.
Подобный феномен стал основой сюжета видеоигры «The Last of Us» студии Naughty Dog, где мутировавший кордицепс поразил человечество.
Давайте узнаем про этот гриб подробнее …
Фото 2.
Фото 3.
Фото 4.
Фото 5.
Кордицепс однобокий - один из энтомопатогенных грибов . Это такие грибы, которые поражают только насекомых. Некоторые грибы могут поражать членистоногих (пауков, например), но это скорее исключение их правил. Кордицепс однобокий поражает только муравьев, причем только одного вида - Camponotus leonardi . Грибок может заражать и другие близкородственные виды муравьев, но с меньшим репродуктивным и манипуляционным успехом.
Точно не ясно, каким именно способом споры гриба попадают внутрь муравья. Скорее всего заражение происходит через поры в клетках, или через кутикулы. Дрожжи кордицепса после попадания внутрь организма начинают активно в нем размножаться и распространятся по всему телу муравья. Предположительно, споры гриба формируют активные химические соединения, которые и влияют на мозг муравья, изменяя его поведение.
Фото 6.
Муравей покидает свою колонию и спускается на землю (этот вид муравьев обитает на деревьях). Насекомое выбирает невысокую травинку, залазит на нее и очень крепко закрепляется за центральную жилку листа. Муравей с максимальной силой ухватывается за растение мощными челюстями и ни ветер, ни дождь не может столкнуть его. После этого муравей полностью теряет контроль над своим телом и больше не двигается. Он еще не умер, но уже ничего не может сделать.
Постепенно грибок убивает муравья, а сам продолжает расти. Его корни уже проникли в мягкие ткани насекомого, прошли сквозь все тело и надежно закрепились на листе. Теперь все что осталось от муравья — это большая грибница кордицепса однобокого. Сразу же гриб начинает вырабатывать сильный противомикробный препарат, чтобы обезопасить себя от мелких падальщиков. Когда гриб надежно зафиксировался, он прорастает вверх через голову муравья. Процесс роста занимает 4-10 дней.
Фото 7.
Изменения в поведении зараженных муравьев очень специфичны. Инфицированных насекомых называют «муравьями-зомби». Они страдают от сильных судорог, из-за которых падают с деревьев и не могут найти дорогу к своему гнезду. Инстинктивно стремясь наверх муравьи залазят на невысокие растения и траву, где находят свое последнее пристанище. Если же животное не может забраться траву, то гриб перестает расти, или рост сопровождается различными аномалиями. Но животное погибает в любом случае.
Кордицепс однобокий способен уничтожить целую колонию муравьев. Насекомые выработали способность чувствовать зараженных собратьев и изгонять их из своей колонии. Если грибок проникает в гнездо, то зараженного муравья оттаскивают подальше, чтобы вся семья не погибла от эпидемии. Средняя плотность заражения грибком — 20-30 особей на м 2 .
Фото 8.
Кордицепс однобокий содержит различные известные и неиспользованные биологически активные метаболиты, и исследуется как новый источник препаратов с иммуномодулирующими, противоопухолевыми, гипогликемическими и гипохолестеринемическими свойствами.
Фото 9.
Фото 10.
Фото 11.
Фото 12.
Фото 13.
Фото 14.
Фото 15.
Фото 16.
Фото 17.
Фото 18.
В окрестностях Дармштадта немецкие ученые проводили наблюдение за поведением муравьев, зараженными этим грибом. Результат исследований был опубликован в научных журналах Biology Letters и American Naturalist.
Муравей вцепился челюстями в центральную жилку листа
Споры грибка попадают на муравья, когда тот спускается на землю в поисках пищи и оказывается не в то время и не в том месте. Они входят в тело насекомого через его дыхательные вентиляторы и начинают поражать мягкие ткани. Грибок выделяет в организм муравья определенные вещества алкалоидной группы, которые, возможно, и помогают ему «руководить» насекомым.
А здесь муравей расположился на веточке 
Ученых поразил тот факт, что все муравьи погибают на 25-30-сантиметровой высоте от земли, главным образом на северной стороне дерева или растения и с нижней стороны листа, вцепившись своими челюстями в центральную жилку.
Найдя подходящее место, муравей погибает, так и не разжав челюсти. После гибели «таксиста», кордицепс однобокий начинает прорастать внутри всего тела. Мягкие ткани он превращает в сахара, которые помогают ему развиваться, а экзоскелет укрепляет, затягивая слабые места и создавая для себя, таким образом, надежную защитную оболочку. Мышцы, контролирующие сжатие челюстей, он не трогает. Это позволяет телу муравья первое врем держаться на листке.
Как только гриб созреет, на 4-10 день из затылка муравья прорастает отросток с небольшим шариком по середине, в котором содержатся сотни тысяч спор. Они распространяются на площади в 1 кв. м. под листом. Все муравьи, которые в тот момент оказались в этом месте, будут заражены и все повторится по новой.
Споры грибка 
Наблюдать такую картину можно в странах, где живут муравьи-древоточцы. Это тропические леса Африки, Бразилии, Таиланда, Японии и др. Также этот гриб был обнаружен в Германии.
Коробочка со спорами
Гриб заставляет муравья искать прохладное влажное место и прикусывать нижнюю часть листа. Эта среда идеально подходит для размножения гриба. Как только муравей прикусывает лист, он больше не может его отпустить, так как гриб блокирует мышцы муравья. Грибковая инфекция убивает муравья, а гриб растет из его голов. Растущая грибковая строма имеет воспроизводящие структуры, которые продуцируют споры. Как только грибковые споры высвобождаются, они распространяются и подхватываются другими муравьями.
Перед переходом во взрослую стадию, личинка производит химические вещества, которые влияют на нервную систему паука. В результате, зомби-паук меняет строение своей паутины. Модифицированная паутина более прочная и служит безопасной поддержкой для личинки, поскольку она развивается в ее коконе. Как только паутина готова, паук располагается в центре. Личинка в конце концов убивает паука, высасывая его соки, а затем создает кокон, свисающий с центра паутины. Через несколько дней взрослая оса появляется из кокона.
3. Изумрудная тараканья оса зомбирует тараканов
В результате грызун-зомби на самом деле ищет кошку. Кошка съевшая инфицированую крысу, становится новым хозяином токсоплазмы, которая начинает размножатся в ее кишечнике. Toxoplasma gondii вызывает распространенное у кошек заболевание - токсоплазмоз, которое может передаваться от кошек к людям. У людей T. gondii обычно заражает ткани тела, такие как скелетные мышцы, сердечная мышца, глаза и мозг. Люди с токсоплазмозом иногда испытывают такие психические заболевания, как шизофрения, депрессия, биполярное расстройство и беспокойство.
Удивительно, но кордицепс достаточно широко распространен по всему миру. Порой человек может попросту не обращать на него внимания, хотя на самом деле гриб под его ногами. Обусловлена популяция внушительным количеством насекомых, которых гриб использует для собственного роста. Однако в определенных регионах разнообразие кордицепса выше - тропики.
У гриба достаточно интересный и необычный цикл развития. Дело в том, что он предпочитает гусениц бабочек. Споры распространяются по ветру, опадают на растения. Этими растениями питается гусеница. Продолжительный период времени гриб никак может себя не проявить. До зимы гусеница спокойно питается, готовится превратиться в полноценную бабочку с наступлением весны. Но именно к весне споры оживают и начинают активное развитие.
После распространения грибницы, кордицепсу удается захватить все тело гусеницы. Как только погода становится теплой, изо рта насекомого начинает расти тело гриба. Затем он не позволяет гусенице разлагаться, создавая тесную связь до конца жизни. С точки зрения лечения именно полноценный гриб с телом гусеницы рекомендуется использовать.
Особенности внешнего вида
Вид у кордицепса нестандартный. Гусеница приобретает светло-коричневый оттенок, а сам гриб - темно-коричневый. Если сломать пополам его, тогда внутри увидим совершенно белую субстанцию.
Размеры, как правило, небольшие, и составляют не более 11 сантиметров. Самые крупные особо имели длину 13 см. Толщина в самом широком месте - 3-4 сантиметра. Тело с расширениями к плодовой части и на кончике. Серединка зауженная. От гриба исходит очень приятный запах, а его вкус сладковатый.
Определить, что перед вами кордицепс, можно за счет внешности - цельная и длинная. Он развивается на очень толстых гусеницах.
Процесс роста гриба вы можете увидеть на следующем видео.
Где растет
Впервые, исходя из доступной сегодня информации, этот гриб обнаружили высоко в горах Тибета. Сейчас же он растет преимущественно в Китае, где его научились культивировать. В России этот гриб не растет.
Как показывают исследования, любимая среда обитания кордицепса - высокие горы на территории Китая. При этом высота над уровнем моря должна составлять от 3500 метров. Около двух лет зародыш живет под землей, за счет чего успевает накопить обильное количество питательных веществ, соков и прочих полезных компонентов.
Способ изготовления
Довольно редко можно встретить кордицепс в свежем виде, поскольку из него в основном делают специальные БАДы, которые и поставляются к нам.
Но если случилось так, что вам удалось отыскать где-то натуральный гриб, тогда его необходимо высушить, измельчить и превратить в порошок. Именно в таком виде его нужно принимать, просто запивая стаканом воды.
Особенности
- Мы имеем дело с грибом-путешественником, жестоко обращающимся с телом насекомых.
- До сих пор некоторые активно спорят насчет того, относить ли этот гриб в фауне или флоре.
- После гибели насекомого, грибок пускает корень, цепляется за растущие рядом травы, питается их веществами, витаминами.
- Особенность размножения спровоцировала необычную внешность, которая состоит из двух частей. Первая - это насекомое, а вторая - гладкий росток.
- Гусениц, в которых растет кордицепс, также используют для приготовления лекарственных средств.
- Считается, что размер гриба непосредственно влияет на качество и количество полезных свойств в нем. Самые большие экземпляры наиболее полезные.
- Редкость гриба обусловлена тяжелыми условиями, в которых он развивается - большая высота, недостаток кислорода, низкая температура.
- Цена на этот гриб огромная. В некоторых случаях назначали стоимость в 400 тысяч его за один килограмм.
- После того, как ученым удалось выявить истинную огромную пользу кордицепса, его начали выращивать искусственно. Примечательно, что при этом гриб не утратил своих полезных свойств.
- Гриб имеет приятный аромат и сладковатый вкус.
Как выбрать и где купить
На сегодняшний день кордицепс у нас продается преимущественно как БАД, а значит искать его нужно в аптеках. Из гриба делают целебный состав и распределяют по капсулам.
Приобретать гриб с рук не рекомендуется. Дело в том, что при таких обстоятельствах существует большой риск заплатить за подделку. Кроме того, существует множество ядовитых видов кордицепса, которые продавцы выдают за лекарственные. Как вы понимаете, покупать подобный товар не стоит.
Пищевая ценность и калорийность
Точные показатели относительно пищевой ценности и калорийности гриба в его сыром виде неизвестна. Но препараты, получаемые на его основе, имеют следующие данные на 100 граммов продукт:
Химический состав
Разумеется, целебные свойства, обнаруженные у кордицепса, обусловлены его богатым химическим составом. Среди наиболее важных для человеческого организма веществ можно выделить следующие:
- Витамин С, Витамины группы В,Витамин D, Витамин РР, Витамин Е, Витамин К;
- Белки, Углеводы, Жиры;
- Аминокислоты;
- Антиоксиданты;
- Коэнзимы, Ферменты;
- Кальций, Калий;
- Железо, Фосфор;
- Магний, Марганец;
- Селен, Цинк, Бор;
- Антибиотик и прочее.
Полезные свойства
В плане полезного воздействия кордицепс выступает в роли одного из лучших грибов в мире. Выделим наиболее важные из них с точки зрения здоровья человека.
- Губительно воздействует на патогенные организмы;
- Уничтожает вирусы и вирусные инфекции (грипп, герпес, СПИД);
- Имеет бактерицидные свойства;
- Снимает воспаления;
- Выводит токсины;
- Обеспечивает антиоксидантами;
- Борется с аллергическими реакциями;
- Улучшает тонус мышечных тканей;
- Восстанавливает после операций, длительных заболеваний;
- Помогает вернуть силы после умственного и физического труда;
- Выводит тяжелые металлы, токсины, радионуклиды;
- Положительно воздействует на сердце и сосуды;
- Нормализует уровень холестерина;
- Расширяет сосуды и улучшает ток крови, стимулирует работу мозга;
- Способствует улучшению обмена веществ;
- Помогает от мужского бесплодия, позволяет вернуть потенцию;
- Рассасывает тромбы, предупреждает образование новых;
- Борется с бронхитом, пневмонией, бронхиальной астмой, способствует отхаркиванию;
- Растворяет почечные камни;
- Стимулирует работу костного мозга;
- Положительно воздействует на кожу, волосы, ногти;
- Служит на благо при лечении заболеваний глаз;
- Применяется при лечении рака;
- Оказывает общеукрепляющее воздействие, укрепляет организм и повышает иммунитет;
- Борется с депрессиями, бессонницей, расстройством нервной системы и так далее.
На самом деле это далеко не полный список полезных свойств. Стоит отметить, что среди лечебных грибов он не только один из лучших, но и самый дорогой. Во многом именно обилие полезных качеств и недоступность для большинства людей привели к тому, что гриб начали выращивать искусственно. Самое главное - при культивировании кордицепс не утратил тех же свойств, что при росте в диких условиях в горах Тибета.
Еще больше о кордицепсе вы можете узнать из следующего видео.
Вред и противопоказания
Как таковой вред кордицепс в себе не несет. Это если говорить о лечебных разновидностях. Самое главное - не перепутать его с подделками, а также опасными видами.
Что же касается лечебного кордицепса, то его противопоказания можно выразить следующим образом:
- Не рекомендуется принимать беременным, а также мамам в период кормления грудью;
- Детям до 12 лет также не стоит давать этот гриб;
- Свойства кордицепса до конца не изучены, в связи с этим врачи не советуют принимать его вместе с антикоагулянтами;
- По той же причине не употребляйте гриб одновременно с препаратами, действие которых направлено на расширение бронхов.
Инструкция по применению
Если вы решили использовать препарат на основе кордицепса, необходимо сперва разобраться в особенностях его применения.
Прежде всего, это совершенно безопасный и не токсичный препарат. Так что опасаться передозировки не стоит.
Для профилактики проходят два курса в течение года по 30 дней. Для лечения курс длится 90-120 дней.
Существует два основных рецепта по приему препарата.
- 0,5 грамма порошка из гриба заливать 200 мл воды. Настаивать 8 часов. Выпивать необходимо перед приемом пищи 3 раза в день по трети стакана. Перед питьем смесь перемешать.
- 0,5 грамма препарата залить 30 мл воды. Выпивать необходимо за час перед завтраком.
Выращивание
В отличие от некоторых других разновидностей дорогих лечебных грибов, тайны выращивания кордицепса не существует. Тем не менее, сделать это не так просто, как кажется на первый взгляд.
Биологические особенности
Не секрет, что кордицепс, являясь грибом, размножается при помощи спор. Он выбрасывает их в теплый период года, и споры разносятся на обширную территорию за счет ветра.
Питательной средой выступают гусеницы, бабочки, или разнообразные личинки. Когда споры на них попадают, начинается процесс прорастания в тело. Со временем организм гибнет, но грибок продолжает свой рост, выпускает корни. При помощи выделения специального антибиотика в носителя, гусеницы или личинки не погибают от воздействия микроорганизмов.
Теперь давайте рассмотрим, как же выращивается столь необычный гриб.
Искусственная методика
Китайцы начали предпринимать первые попытки лабораторного выращивания кордицепса еще в 1950 году. Искусственный метод - единственная альтернатива, поскольку ареал роста этого гриба слишком труднодоступный, добраться туда крайне сложно. Кроме того, в диких условиях человек не может получить столько грибов, сколько ему требуется.
В лабораториях не применяют гусениц или личинок. Вместо них питательной средой выступают специально заготовленные субстанции.
Производство на промышленном уровне сегодня налажено во многих странах мира. Наиболее в этом компоненте преуспели в Китае, США, Латинской Америке и особенно в Непале.
Теперь человечество может получить столько грибов кордицепс, сколько ему необходимо. С каждым годом спрос на этот продукт увеличивается, поскольку все больше людей открывает для себя полезные свойства данного растения. Искусственно выращиваемый кордицепс является намного более дешевым аналогом дикому кордицепсу. А по качеству они друг другу не уступают.
Способ №1
Эта методика предусматривает выращивание при помощи отдельных двух штаммов. Грибы помещаются в среду, которая обогащается при помощи яда, полученного из гремучей змеи. Скрещивается два вида кордицепса, они обмениваются генетическими данными и создают новый гибрид-штамм, отличающийся высокой биологической активностью и ценностью с точки зрения фармакологии.
Способ №2
Здесь уже речь идет о выращивании мицелия. Требуется температура около 22 градусов тепла, рассеянное освещение и 30 дней. После этого гриб помещает в полностью темное место, повышает температуру до 30 градусов, а концентрация кислорода уменьшают до 50 процентов. В этих условиях гриб живет около 5 месяцев.
Способ №3
Для изготовления в промышленных объемах споры кордицепса нужно разместить в стерильных специальных субстратах и создать условия, максимально повторяющие естественную среду обитания грибка. В состав субстрата входят зерна сорго, растительные масла, добавки на минеральной основе, просо. Спустя определенное время около 96 процентов всего субстрата замещается мицелием.
Способ №4. В домашних условиях
Вполне возможно, что вы сможете вырастить кордицепс у себя в саду. Для этого вам потребуется затененный участок, либо ящик с грунтом и маленькая комнатка, подвал. Семена, то есть мицелий, можно приобрести в магазинах или даже через Интернет.
Возьмите равные доли почвы с огорода и перегноя, перемешайте их и сделайте слой примерно 15 сантиметров. Посейте там 100 граммов мицелия, поместите сверху 5 килограммов личинок. Подойдут и те, что предлагаются для ловли рыбы в соответствующих магазинах. Засыпьте теперь личинок слоем земли в 2 сантиметра.
Урожай может появиться уже спустя 120 дней. На урожайность может повлиять множество факторов. Тем не менее, как показывает практика, на одном квадратном метре вырастает от 4 до целых 20 килограммов продукта.
Чтобы вырастить его дома, вам отлично послужат упаковки с субстратами, продающиеся в магазинах. В них уже добавлены семена грибов. Выращивать кордицепс с помощью такого субстрата нужно внутри контейнеров, в которых его продают.
Выращивание гибридов
Специалистам удалось вырастить новые виды кордицепса путем скрещивания различных видов. За счет этого получились грибы, имеющие наибольшую ценность с точки зрения медицины.
Клеточные ядра грибов сливаются за счет воздействия яда от гремучей змеи. Начинается обмен генетическими данными, создается новый вид, количество кордицепина в котором оказывается значительно больше, нежели в диком грибе. Кроме того, выведенные гибриды лучше размножаются.
К сожалению, после создания новых, более качественных кордицепсов, на рынки начали поступать поддельные товары, которые выдают за дорогие и невероятно полезные виды.
Однако сейчас применяются жесткие меры, с помощью которых удается определять подделки, проверять качество поставляемых грибов и предотвращать попадание контрафактов на прилавки.
Китайская народная медицина применяет кордицепс в качестве омолаживающего препарата, а также рекомендует его в роли афродизиака.
В составе некоторых блюд китайской кухни присутствует данный гриб, причем вместе с личинкой, в которой он рос.
Дикий гриб невероятно дорогой. Из-за него во многом началась гражданская война в Непале. Местные маоисты боролись против правительства и хотели заполучить контроль над прибыльным экспортом во время урожайного сезона (он начинается в июне и заканчивается в июле).
Сбор кордицепса в Непале сделали легальным лишь в 2001 году.
Непал демонстрирует наибольшие объемы сбора кордицепса, опередив Китай, Корею, Японию и Таиланд.
Последние 20 лет каждый год кордицепс становится все дороже. Уже в 2007 году за самые низкосортный кордицепс просили 3 тысячи долларов, а самый лучший стоил от 15 тысяч долларов. Сегодня же цены доходят до 50 тысяч долларов за некоторые виды.
Популярность к грибу пришла в начале 90-х годов двадцатого века. Это случилось после того, как две спортсменки из Китая показали сразу несколько мировых рекордов в беге на длинные дистанции. По некоторым данным, их тренер порекомендовал применять кордицепс, поскольку гриб обладает положительными для атлетов свойствами. Его не относят к допингу, так же как и сибирский женьшень. Олимпийская комиссия разрешает его употребление.
Согласно проведенным исследованиям, искусственно выращенный кордицепс имеет аналогичные с диким грибом полезные свойства. Плюс ко всему, лабораторный гриб более жизнеспособный.
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.
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.