Məlumat

Zombi qarışqa göbələyi?

Zombi qarışqa göbələyi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ophiocordyceps unilateralis, yoluxmuş şəxsin davranışını dəyişdirən parazitoidal göbələkdir.

Mənbə: Wiki səhifəsi.

Göbələk yoluxmuş şəxsin davranışını bu cür xüsusi əmrlərə necə dəyişdirə bilir?
Göbələk birbaşa beynin elektrik siqnallarına toxunur, yoxsa davranışı dəyişdirmək üçün bir növ hormon buraxır?


Göbələk toksinləri buraxır, lakin bunun davranışı necə dəyişdirdiyi aydın deyil.

Ətraflı burada oxuya bilərsiniz. Ev sahibi davranışının patogen manipulyasiyası uzun müddət əvvəl inkişaf etmiş kimi görünür və kordiseps bu kimi fəaliyyət göstərən yeganə patogen deyil.


Zombi qarışqaları öldürücü bir göbələkdən gələn ifrazatlarla manipulyasiya edilmişdir

Ev sahibinin davranışlarını manipulyasiya edən parazitlər dünyası bu sentyabr ayında daha da valehedici oldu. Charissa de Bekker və həmkarları tərəfindən nəşr olunan bir məqalə, bir parazitar göbələk tərəfindən həyata keçirilən möhtəşəm qarışqa-beyin manipulyasiyasının arxasındakı mexanizmi açmağa başlayan tapıntıları bildirdi. Göbələk qarışqa ev sahiblərini adi qarışqa izlərini tərk edən, yuxarı qalxan, çənələrini bitki örtüyünə sıxan və ölən zombilərə çevirir. Göbələk daha sonra qarışqaların cəsədindən çıxır və aşağıda yemək axtaran qarışqaların yoluna sporlar tökür.

Cinsin göbələkləri Ofiokordiseps pantropik paylanmaya malikdir və yoluxdurduqları qarışqaların davranışını idarə etmək qabiliyyəti ilə tanınır. Qarışqalar meşədə yem axtararkən göbələk sporları ilə qarşılaşırlar. Göbələk qarışqanın sərt xarici skeletinə nüfuz etməyə kömək edən fermentlər ifraz edir və qarışqanın bədənində böyüyür və nəticədə onun sinir sistemini ələ keçirir. Yoluxmuş qarışqalar yuvalarını ağacın çəmənliyində buraxır və hərəkətləri onların yerə yıxılmasına səbəb olana qədər qıcolma ilə bükülürlər. Yarpaq zibilində çox xüsusi temperatur və rütubət diapazonunda olan sahələri axtarırlar. Burada onlar meşə dibindən müəyyən bir hündürlükdə yarpağın alt tərəfinə çatmaq üçün gövdəyə dırmaşırlar və çənələrindən (çənələrindən) istifadə edərək yarpağın mərkəzi damarını dişləyirlər. Daha sonra alt çənə əzələləri atrofiyaya uğrayır və qarışqalar çənə vəziyyətinə keçir. Onlar “ölüm dişləməsi” kimi tanınan dişləmədən özlərini azad edə bilmirlər. Bu mərhələdə göbələk qarışqanı öldürür, lakin cəsədin içərisində böyüməyə davam edir. Nəhayət, qarışqanın başının arxasından böyüyən və ətraf mühitə sporlar buraxan meyvə gövdəsi olan uzun bir boru əmələ gətirir. Bunu David Attenborough-un parlaq videosunda görmək olar. Kordiseps göbələklərinin qarışqaları yüksək mövqedə manipulyasiya etmək qabiliyyəti yüksək uyğunlaşma qabiliyyətinə malikdir, çünki bu, sporların daha çox qarışqa ilə qarşılaşacaqları ərazilərə daha yaxşı yayılması şansı verir.

Bu göbələklərdən Ophiocordyceps unilateralis, ehtimal ki, ən çox öyrənilən göbələkdir. Bu, əslində bir növ kompleksidir və bu yaxınlarda Braziliyanın Minas Gerais yağış meşələrində hazırlanmış dülgər qarışqa kolleksiyalarından sonra kompleksdəki dörd yeni növ təsvir edilmişdir.

David Hughes və həmkarları da bu ilin avqustunda bu sahədə qarışqaların sahə tədqiqatını dərc ediblər. Onlar 20 ay ərzində araşdırdıqları bütün qarışqa koloniyalarında aşağı səviyyədə infeksiya aşkar ediblər. Onlar qarışqaların yem axtarma yollarını və yarpaq damarlarına yapışmış və fərqli bir kordiseps növü ilə yoluxmuş qarışqa cəsədlərinin yerini 3D formatında çəkdilər. O. camponoti-rufipedis. Gecə müşahidələri qarışqa izlərinin uzun müddət davam etdiyini göstərdi, beləliklə, qarışqalar cığırların üstündəki bitki örtüyünə qalxdıqdan sonra ölmüş yoluxmuş cəsədlərin sporları ilə qarşılaşacaqlar. Yoluxmuş cəsədləri qarışqa yuvasına yerləşdirməklə, ölən qarışqaların əksəriyyətinin koloniya üzvləri tərəfindən çıxarıldığını və bununla da sosial toxunulmazlığın bir formasını nümayiş etdirdiklərini göstərdilər. Kadavralar boş yuvaya qoyulduqda göbələk effektiv şəkildə sporlar əmələ gətirə və tökə bilmədi. Beləliklə, qarışqaların yuvaya qayıtmaqdansa, yem axtarış yollarının üstündə qalmasına səbəb olan xüsusi davranış manipulyasiyası parazitin gələcək ötürülməsi üçün lazımdır.

Charissa de Bekker və həmkarları göbələklərin bu manipulyasiyanı həyata keçirmə üsulu ilə xüsusilə maraqlanırlar. Onlar bu yaxınlarda kəşf edilmiş növünü tədqiq edirlər O. birtərəfli kompleks, Cənubi Karolina, ABŞ-da tapıldı. Bu növ dülgər qarışqaların braziliyalı qohumları kimi yarpaqlardan deyil, budaqların altından tutaraq ölməsinə səbəb olur. Onların geniş çöl müşahidələri göstərdi ki, tədqiqat sahəsindəki dörd dülgər qarışqa növündən yalnız ikisində təbii yoluxma aşkar edilib. Daha sonra göbələyi yoluxmuş qarışqanın meyitindən təcrid etdilər və çöl tədqiqatlarında tapılan dörd növ qarışqanın hər birinə yeritdilər. Təbii yolla yoluxmayan növlərdən biri iynələrə pis reaksiya verdi və çox sürətlə öldü. Digər üç növün inyeksiya edilmiş qruplarının sağ qalma profilləri inyeksiya edilməmiş və ya göbələk sporları olmayan maye ilə saxta inyeksiya edilmiş qarışqa qrupları ilə müqayisə edilmişdir. Qarışqaların hər üç növü üçün yoluxmuşlar, yoluxmamış və ya saxta inyeksiya edilmiş qarışqalardan daha tez ölürlər. Bununla belə, tarlada yoluxduğu aşkar edilən iki növ qarışqanın arxa hissəsindən barvermə orqanının çıxdığı görülsə də (Camponotus castaneusCamponotus americanus) üçüncü növdən belə boru çıxmamışdır (Camponotus Pennsylvanicus). Bununla belə, onlar C-nin bədənində göbələk sporlarını tapdılar. Pensilvanik və göbələyin bu növü də öldürdüyü qənaətinə gəldi. Bundan əlavə, yalnız təbii yolla yoluxmuş iki növ yuxarı qalxıb qəfəslərindəki budaqları dişləyərək, ölməzdən əvvəl ölüm dişləməsi ilə asılıblar. Davranışlarının bu manipulyasiyası, göbələklərin onlara nəzarət etmədən əvvəl böyüməsi lazım olduğunu düşündürən inyeksiyadan 14-22 gün sonra baş verdi. Görünür ki, göbələk yalnız təbii yoluxmuş iki növün davranışını manipulyasiya edə bilər.

Göbələklərin öz təbii sahibləri ilə yeni qarışqaları ayırd edə bilməsini və buna görə də qarışqaya müxtəlif molekullar ifraz edib-etmədiyini müəyyən etmək üçün tədqiqatçılar göbələyi dörd fərqli qarışqa növünün beyinləri ilə mədəniyyətdə yetişdirdilər. Onlar göbələklərin ifraz etdiyi maddələri və həmçinin yalnız beyinlərin ifraz etdiyi maddələri toplayıb təhlil etdilər, burada qarışqaların beyinlərindəki kimyəvi maddələrin fərqliliyinə görə deyil, fərqliliklər tapdıqlarından əmin oldular. Göbələk hər bir qarışqa beyninə fərqli reaksiya göstərərək, hər beyin növünə cavab olaraq müəyyən bir metabolit dəsti ifraz edirdi. Bunlardan yetmiş üçü C-yə cavab olaraq əhəmiyyətli dərəcədə artırıldı. kastaneus tək.

C-yə diqqət yetirmək. kastaneus, bu qarışqaların beyinlərinə cavab olaraq göbələk tərəfindən ifraz olunan xüsusi molekulları müəyyən etməyə çalışdılar. Bu, çətin oldu, çünki bu qarışqalarda mövcud olduğu bilinən molekulların məlumat bazası tam deyil, lakin onlar guanidinobutirik turşusunu göbələklərin çox miqdarda ifraz etdiyi bir birləşmə olduğunu müəyyən etməyə müvəffəq oldular. C. castaneus beyin mövcuddur. Bu molekulun qan-beyin baryeri vasitəsilə birləşmələrin daşınmasında iştirak etdiyi və gəmiricilərdə qıcolma və epileptik ifrazatlarda iştirak etdiyi məlumdur. Sfinqosinin ehtimal olunan identifikasiyası da aparılmışdır. Tədqiqat qrupu göbələyin hərəkətini C-nin davranışına oxşamağa çalışsa da. kastaneus Bu iki metabolitin müxtəlif seyreltmələrini və birləşmələrini yoluxmamış qarışqalara yeritməklə, onlar qarışqanın davranışını manipulyasiya edə bilmədilər və bu nəticəyə gəldilər ki, göbələk sekretomunda çoxlu birləşmələr ola bilər. Bu təəccüblü deyil, çünki qarışqaların nümayiş etdirdiyi davranış dəyişiklikləri əslində ardıcıllıqla baş verən mürəkkəb davranışlar silsiləsidir. Onlar diqqətəlayiq şəkildə tikanlı başlı qurdun yetişməmiş mərhələləri ilə yoluxduqda karideslərdə yaranan davranış dəyişikliklərini xatırladır. Karideslər qeyri-adi yerlərə köçməyə və səthdə üzən bitki örtüyünü tutmağa sövq edilir, onların sancaqlarının əzələləri, parazitin həyat dövründə növbəti ev sahibi tərəfindən təsadüfən yeyilənə qədər tetanoza bənzər reaksiyaya məruz qalır.

Baxmayaraq ki, heç bir xüsusi molekul profili, bu xüsusi növdə baş verən əlamətdar davranış dəyişikliyinə birbaşa cavabdehdir. O. birtərəfli yoluxdurur C. kastaneus, göbələk sekretomu daha yaxşı şərh edildikdə digər namizəd birləşmələr müəyyən edilə bilər. Bəlkə də bunlardan bəziləri hətta əczaçılıq sənayesi üçün maraqlı ola bilər.

Kordiseps göbələklərinin bir növünün bu tədqiqi bu qarşılıqlı təsirlərin nə qədər spesifik ola biləcəyini nümayiş etdirir. Göbələk müxtəlif qarışqa növlərinin beyinlərinin kimyəvi maddələrinə fərqli reaksiya verir və bu beyinlərdən yalnız bəziləri göbələkləri zombi qarışqaları yaradan kimyəvi maddələri istehsal etməyə stimullaşdıracaq ki, bu da göbələklərin sporlarını yaymasına kömək edir.


'Zombi' Qarışqalar Və Onları Xilas edən Göbələk

Yəqin ki, dediyiniz kimi, bu bloqun mastheadində ən azı bir nəfər qarışqaları sevir.

Sizə zombi qarışqaları haqqında məlumat vermək imkanımız olmadığı üçün həmişə məyus olmuşuq, lakin bu gün bu sahədə yeni bir inkişaf olduğunu bildirməkdən məmnunuq. Xoşbəxtlikdən, bu, qarışqaları zombilərə çevirən göbələkləri məhdudlaşdıran bir göbələk haqqında yaxşı xəbərdir.

Jurnalın cari sayında PLoS BİRPenn State Universitetindən David Hughes-un rəhbərlik etdiyi beynəlxalq tədqiqat qrupu, qarışqa koloniyasına "zombi-qarışqa göbələyi" tərəfindən istiladan sağ qalmağa imkan verən, qarışqanın beynini işğal edən və onun ölümünə səbəb olan göbələk tapdıqlarını bildirir. qarışqa koloniyasının yaxınlığındakı kütləvi məzarlıqda, burada göbələk sporları qarışqanın başından püskürür.

"Biologiyanın fantastikadan daha qəribə olduğu bir halda, zombi-qarışqa göbələyinin parazitinin özü bir göbələkdir - qarışqaları zombilərə çevirən parazitə hücum etməkdə ixtisaslaşan hiperparazitar göbələkdir" dedi Hughes universitetin mətbuat şərhində.

Beləliklə, bir az ehtiyat nüsxəsini çıxaraq və sizə iki kobud (sizə xəbərdarlıq etdik) vizual təqdim edək. Budur, bir qarışqa yoluxmuşdur Ophiocordyceps unilateralis s.l. Bu, göbələklərin başından çıxan və digər qarışqalara yayıla biləcəyi ideal bir yerə daşımaq üçün bədən hərəkətlərini idarə edən sapıdır:

Qarışqanın boynundan böyüyən yetkin, sağlam meyvə bədəni olan zombi qarışqa. Qarışqanın altında ev quran hörümçək kimi çeynənən bir həşəratın bəzi zədələri görünür. David Hughes / Penn State Universiteti başlığı gizlət

Qarışqanın boynundan böyüyən yetkin, sağlam meyvə bədəni olan zombi qarışqa. Qarışqanın altında ev quran hörümçək kimi çeynəyən həşəratın bəzi zədələri görünür.

David Hughes / Penn State Universiteti

Elm adamları "zombi göbələyi" haqqında ilk dəfə 2011-ci ilin martında məlumat verdilər. İndi elm adamları qarışqa zombilərini xilas edə biləcək bir şey tapdılar. Daha doğrusu, zombi göbələklərini mahiyyətcə axtalayan, sporların yalnız 6,5 faizini canlı hala gətirən bir göbələk. Daha bir kobud şəkil – bu, zombi göbələkindən yoluxmuş, sonra isə anti-zombi göbələkindən yoluxmuş qarışqadandır:

Hiperparazit göbələk (sarı materialla ağ) tərəfindən axtalanmış beyin manipulyasiya edən göbələk (Ophiocordyceps unilateralis s.l.) olan zombi qarışqa. David Hughes / Penn State Universiteti başlığı gizlət

Hiperparazit göbələk (sarı materialla ağ) tərəfindən axtalanmış beyin manipulyasiya edən göbələk (Ophiocordyceps unilateralis s.l.) olan zombi qarışqa.

David Hughes / Penn State Universiteti

Hughes, "Qonşuluqda çoxlu ölü və yoluxmuş zombi qarışqalarının olmasına baxmayaraq, zombi-qarışqa göbələyinin sporlarından yalnız bir neçəsi yetkinləşəcək və sağlam qarışqaları yoluxdura biləcək" dedi. "Araşdırmamız göstərir ki, qarışqa koloniyası üçün təhlükə qəbiristanlıqdakı zombi-qarışqa cəsədlərinin yüksək sıxlığından daha kiçikdir."

Bununla, rəsmi NPR AntCam-in hələ də güclü olduğunu xatırlatmaq istərdik. Çox əminliklə deyə bilərik ki, qarışqalarımızın heç biri zombi deyil. Qarışqaların mavi mühitdən qaçmaq üçün çox çalışdıqlarını da bildirə bilərik:


Zombi qarışqalarının arxasındakı elm

Biologiya üzrə köməkçi professor Charissa de Bekker bir göbələyin qarışqaları necə manipulyasiya etdiyini və öldürdüyünü anlamaq üçün çalışır.

Nicole Dudenhoefer tərəfindən 󈧕 | 21 oktyabr 2019-cu il

Orijinal olaraq nəşr edilmişdir 18 iyun 2018-ci il

Mərkəzi Floridada zombi istilası baş verir, lakin risk altında olan insanlar deyil. Əksinə, təbiətin ən kiçik canlılarından bəziləri - dülgər qarışqalar qurbandırlar.

2016-cı ildən biologiya üzrə köməkçi professor Charissa de Bekker UCF-nin Parazitar Davranış Manipulyasiya Laboratoriyasında zombi qarışqaları və göbələk infeksiyasının qarışqaların beyinlərini ələ keçirməsi, böcəkləri öldürməsi və daha çox parazit yetişdirmək üçün bədənlərindən istifadə etməsi fenomenini öyrənir.

2018-ci ildə aparılan araşdırmada de Bekker və Pensilvaniya Dövlət Universitetindən üç həmmüəllif aşkar ediblər ki, göbələk hal-hazırda hərəkətsiz qaldığı üçün yoluxmamış qarışqalar yuvalarında zombi qarışqaları aşkar edə bilmirlər. Normal qarışqalar yoluxmuş qarışqaları tərk etməkdən çəkinmir və ya təşviq etmir, bəzi hallarda hətta son anlarına qədər yeməklərini bölüşürlər.

De Bekker və onun məzun və bakalavr tələbələrindən ibarət komandası xüsusi olaraq Ophiocordyceps göbələklərinin dülgər qarışqalarının Camponotus floridanus növünü necə zombilərə çevirdiyini öyrənirlər. De Bekker deyir ki, parazitlər ev sahibinin davranışlarına müxtəlif yollarla təsir edir, lakin tədqiqatçılar bunu necə bacardıqlarını başa düşmürlər.

"Bunun haqqında daha çox öyrənmək bizə [parazitlərin] onların sahiblərinə, onların bir hissəsi olduqları ekosistemlərə təsirlərini daha yaxşı başa düşməyə imkan verəcək və həmçinin onlarla mübarizə aparmaq üçün bizə strategiyalar təqdim edəcək" dedi de Bekker. "Zombi qarışqaları ən bariz davranış manipulyasiyalarından birini nümayiş etdirirlər və buna görə də əla modeldirlər."

De Bekkerin işi qarışqalar, parazitlər və ev sahibləri elminə töhfə verməklə yanaşı, Ophiocordyceps göbələklərinin bioaktiv birləşmələri haqqında daha çox məlumat əldə etmək potensialına malikdir.

"Ümumiyyətlə, göbələklər tibb və sənayedə geniş şəkildə istifadə olunan bütün növ birləşmələrin istehsalında təsirli təcrübəyə malikdir" dedi de Bekker. "Bu göbələk qrupu demək olar ki, tədqiq edilməmişdir, buna görə də bu göbələklərin qarışqaları necə idarə etdiyini tapmaq üçün axtarışımızda hər cür maraqlı birləşmələr tapa bilərik."


Zombiləşdirən Parazit: Ophiocordyceps Mantarı

The Ofiokordiseps göbələk (Ophiocordyceps camponoti-rufipedis) yalnız bir növ dülgər qarışqasına yoluxur (Camponotus rufipes).

Burada qarışqanın başının arxasından bir göbələk böyüyür. Göbələyin yuvarlaq hissəsi sporların sərbəst buraxılacağı askomadır. Böyütmək üçün klikləyin.

Göbələk bir sporun qarışqanın üzərinə düşməsi kimi həyata başlayır. Spora qarışqanın bədəninə daxil olur və böyüyür, tədricən qarışqa sahibini ələ keçirir. Qarışqa normal işləri görməyi dayandırır və göbələklərin xeyrinə hərəkət etməyə başlayır.

Bir gün zombi qarışqa göbələklərin böyüyə biləcəyi yer axtarmaq üçün yuvanı tərk edir. Qarışqa meşə dibinin üstündən yuxarı qalxacaq və yarpağın altından dişləyəcək. Orada qarışqa ölür. Ancaq bu hekayənin sonu deyil. Qarışqanın dişləməsi ilə yarpağa möhkəm yapışan göbələk yenidən böyüməyə başlayır. Qarışqanın başından uzun sapı çıxır və askoma əmələ gələnə qədər inkişaf etməyə davam edir. Bu, digər qarışqaları zombilərə çevirmək üçün yeni sporlar buraxan göbələk meyvəsidir.


Zombi qarışqaları

Əgər zombilərin yalnız televiziyada və filmlərdə olduğunu düşünürsünüzsə, bir daha düşünün. Əsl canlı var, bəlkə də canlı deyil, zombi qarışqalar var. Doktor Biologiya bioloqdan iyrənc bir göbələk və "ölüm tutuşu" adlı bir şeyin təfərrüatlarını öyrənir. David Hughes. Qulaq asın və qarışqa olmadığına şükür et.

Mövzu Zaman kodu
Giriş. 00:00
Bir göbələk nədir? 01:01
Göbələklərin əhəmiyyəti. 03:19
Orqanizmlər arasında əlaqələr. 04:05
Zombi göbələyi. 04:29
Göbələklər qarışqaları yeyirlər. 06:05
Göbələklər nə dərəcədə ixtisaslaşmışdır? 06:40
Qarışqalar göbələkdən necə qoruna bilər? 07:07
Heyvanların davranışını idarə edən göbələklərin digər halları. 07:53
Məməlilərin davranışına nəzarət. 09:00
Beyin nəzarəti necə baş verə bilər. 09:52
İnsanları idarə edə biləcək bir göbələk ola bilərmi? 10:20
Zombi qarışqaları yalnız dünyanın müəyyən bir hissəsindədir? 11:47
Vətəndaş elmi bu növün kəşfinə kömək etdi. 12:55
Bu göbələyin özünəməxsus paraziti var? 14:12
Milçəklər və arılar bu göbələk qida şəbəkəsinin bir hissəsidir. 14:49
Bu tədqiqatın tətbiqi istifadəsi. 15:08
Bitki kəndi: vətəndaş elmi və sosial şəbəkə. 17:12
Üç sual. 19:26
Bioloq olmaq istədiyinizi ilk nə vaxt bildiniz? 19:36
Çətinliklərin öhdəsindən gəlməyə nə kömək etdi? 20:32
Əgər bioloq ola bilməsəydiniz, nə olardı? 20:59
Bioloq olmaq istəyənlərə nə məsləhətiniz var? 22:06
Riyaziyyatda necə idin? 23:34
Çıxın - PLOSable yoldaş hekayəsinə keçid - Zombie Ants. 24:50

Transkript PDF yükləyin

Biologiya Dr: Bu canlı aləm haqqında olan "Bir Bioloqdan Soruş" proqramıdır və mən Biologiya Doktoruyam. Bu gün biz zombi dünyasını araşdıracağıq. İndi bilirəm ki, siz yəqin ki, insan əti axtarışında Yer kürəsini gəzən ağılsız insan cəsədlərini təsəvvür edirsiniz, lakin biz zombilərin real olmadığını bilirik. Ən azı insan zombiləri real deyil, amma zombi dünyasına bir az daha dərindən baxsanız, onların ən azı bəzi heyvanlar üçün, məsələn, qarışqalar üçün real olduğu ortaya çıxır.

Bugünkü qonağım, qarışqaları zombilərə çevirə bilən olduqca iyrənc bir göbələyi tədqiq edən Penn State Universitetinin professoru və entomoloqu David Hughesdir. Göbələk qarışqaya yoluxduqda, onun davranışını dəyişir ki, bu da ölümə səbəb olur ki, mən onun haqqında daha çox öyrənmək istəyirəm. Davidin zombi qarışqalarla gördüyü işdən başqa, onun hər kəsin öyrənmək istəyəcəyi başqa bir layihəsi var ki, bu da Plant Village adlanır.

David Hughes şousuna xoş gəlmisiniz və bu gün mənimlə görüşdüyünüz üçün təşəkkür edirəm.

David Hughes: Burada olmaqdan məmnunam.

Biologiya Dr: Zombilər, qarışqalar və ölüm tutuşları hekayəsinə keçməzdən əvvəl, bir az göbələk haqqında danışaq. Göbələk nə bitki, nə də heyvandır. Onun əslində öz səltənəti, göbələkləri var, bəzi insanlar onun maya və kif olduğunu biləcəklər və bir çox insan ətrafda adi göbələk görüb.

David: Bitkilər haqqında danışmaqla başlamaqda haqlıyıq. Çox vaxt insanlar onları bitki hesab edirlər. Göbələklər əslində heyvanlarla daha yaxından əlaqəlidirlər. Onlar ayrı bir krallıqdır. Bizdə krallıq heyvanları, krallıq göbələkləri və krallıq bitkiləri var.

Onlar mikroorqanizmlərdir, bölünən kiçik hüceyrələrdir. Baxmayaraq ki, bir göbələk görəndə onun olduqca böyük olduğunu görəcəksiniz. Onların çox qeyri-adi böyümə yolu var.

Bitkilərdən fərqli olaraq, onlar fotosintez etmirlər və ya öz qidalarını istehsal etmirlər. Onlar avtotrof dediyimiz şey deyil. Onlar karbon və zülal üçün başqa bir material mənbəyi istehlak etməyi tələb edirlər. Onların bir sözü var, bu böyük sözdür, osmotrofik həyat dövrüdür.

Onların etdikləri, sözün əsl mənasında hüceyrələrindən tez-tez hif adlanan şirələri çıxarmaqdır. Onlar bu şirələri ətraf mühitə pompalayırlar. Bu şirələr ətraf mühitin hissələrini pisləşdirir, sonra isə göbələklər onu geri əmirlər.

Bu, bir az milçəklərin qida mənbəyində qusması və sonra onu əmməsi kimidir. Mədənizin məzmunu, naharınıza gedir və sonra onu geri əmirsiniz. Buna osmotrofik həyat dövrləri deyilir.

Bunun faydası odur ki, göbələklər bir sıra yaşayış yerlərini koloniyalaşdırmaqda həqiqətən mahir olublar. Onların bir çoxu bitkilərin patogenləridir. Bitki materialının içərisində yaşayırlar. Onlar həm də çürüyən materialların patogenləridir. Meşə düşdükcə və ya ağac yıxıldıqca, göbələklər onu koloniyalaşdıracaqlar. Göbələklərin gəldiyi yerdir.

Onların bir çoxu, zombi qarışqa göbələkləri kimi, həşəratların və ya digər artropodların faktiki patogenləridir. Bədənin içinə girərək onu yeyirlər.

Sonra planetin hər yerində göbələklərimiz var. İnsanlar dəniz səviyyəsindən minlərlə fut aşağıda olan Mariana xəndəyinin dibində göbələkləri qeydə alıblar. Onlar dağların zirvəsindədirlər. Göbələklər hər yerdə var, adətən görmədiyimiz və ya düşünmədiyimiz məkanlarda fəaliyyət göstərir.

Biologiya Dr: Bütün göbələklərin əslində pis olduğu təəssüratı yaratmamaq üçün onlar həqiqətən vacibdir. Onların rollarından biri təkrar emaldır.

David: Meşələri qıran göbələklər olmasaydı, biz ağaclarda diz hündürlüyündə və ya daha yüksəkdə olardıq. Göbələklər materialın parçalanmasında, çoxlu materialın ətraf mühitə qaytarılmasında olduqca yaxşı iş görürlər.

Onlar həmçinin bitkilərin ətraf mühiti kolonizasiya etməsinə imkan verməkdə olduqca mühüm rol oynayırlar. Bu, bitkilərin köklərində yaşayan ektomikorizal göbələklər adlanan bir şeydir. Bitkilər və göbələklər arasında simbiotik, qarşılıqlı tərəfdaşlıq var. Göbələk yaşamaq üçün bir yerdir və bunun müqabilində bitkiyə normal olaraq əldə edə bilmədiyi azotu əldə etməyə imkan verir.

Biologiya Dr: David, siz orada iki əla söz işlətdiniz, simbiotik və qarşılıqlı. Burada birlikdə işləyən iki orqanizm bir-birindən faydalanır. Haqqında danışacağımız göbələklə biz parazitdən danışırıq və bu, parazitin faydası ilə ev sahibinin adətən öldüyü birtərəfli əlaqədir.

Qarışqaları idarə edən və onları zombilərə çevirən göbələk haqqında bizə məlumat verərdiniz?

David: Bu adlanan qrupdur Ofiokordiseps və bir ailə daxilində bütöv bir cinsdir. Bu, həşəratların içərisində yaşamaq üçün ixtisaslaşmış göbələk növlərinin bir ailəsidir. Onlar həşəratların təxminən doqquz müxtəlif qrupunu və ya dəstəsini yoluxdururlar - tırtıllar, kəpənəklər və himenopteranlar, yəni arılar, arılar, qarışqalar və s. Çox sayda həşərat bu qrupdan yoluxur.

Qarışqalarda gördüyümüz şey, bu göbələk növlərinin davranışlarını idarə etmə qabiliyyətidir. Qarışqalar ətraf mühitə getdikcə, yemək axtararkən, sporlar yamaqlarından keçirlər. Bu sporlar qarışqanın dərisinə və ya kutikulasına yapışır və sonra bir neçə saat ərzində kutikuladan keçir.

Bu zaman qarışqa yuvanın içində evə qayıdır. İki və ya üç həftə ərzində bu göbələk hüceyrələri qarışqanın bədənində yavaş-yavaş çoxalır. Sonra onlar inkişafın növbəti mərhələsinə keçməyə hazırdırlar. Növbəti mərhələ yarpağın alt tərəfində, qarışqa koloniyasının xaricindədir.

Oraya çatmaq üçün göbələklər kimyəvi maddələr - alkaloidlər, neyromodulyatorlar istehsal edirlər. Biz əvvəlcə 1930-cu illərdə bu göbələk qrupundan LSD dərmanı, lisergik turşu əldə etdik. Onlar həmçinin atlar üçün baytarlıq sənayesində istifadə edilən trankvilizator olan ketamin kimi şeylər istehsal edirlər. Bu göbələklər davranışa təsir edən kimyəvi maddələr istehsal edə bilər, onlar qarışqalarla belə edirlər.

Qarışqalar koloniyanı tərk edərək yarpağın alt tərəfinə keçirlər, yarpağa möhkəm dişləyirlər və orada ölürlər.

Biologiya Dr: Ölüm məngənəsi.

David: Uh-huh. Göbələyin böyüməsi üçün bir platforma lazımdır, çünki qarışqa öləndə, yarpağa yapışdıqda, göbələk tez bir zamanda qarışqanın bədənindəki bütün əzələ və toxumaları göbələk materialına, hiflərə, uzunmüddətli dövrə çevirər. saxlama materialı və sonra qarışqanın başının arxasından böyüyür.

O, qarışqanın başı, adlanan seqmentarası pərdə vasitəsilə partlayır, sonra isə sporların əmələ gəldiyi bir sapı əmələ gətirir və dövrə davam edir.

Biologiya Dr: Bu yaxşı bir qorxu filmi hazırlanmış bir şeydir, elə deyilmi?

David: Mütləq.

Biologiya Dr: Bu göbələk xüsusidir, yoxsa hər hansı qarışqanı zombiyə çevirəcək?

David: Onlar bizim araşdırmalarımıza əsaslanaraq çox spesifik görünürlər. Biz görürük ki, bir qarışqa, bir göbələk qayda kimi görünür. Orada yüzlərlə növün olduğunu görürük və bunların hamısını təsvir etmək uzun illər çəkəcək, lakin biz bunun çox spesifik olduğunu görürük. Bunun çox mənası var, çünki o, davranışa təsir edə biləcək kimyəvi maddələr istehsal edir və bu, ixtisaslaşmanı təklif edir.

Biologiya Dr: Qarışqaların göbələkdən qaçmaq və ya ondan qorunmaq üçün bir yolu varmı?

David: Qarışqalar özlərini müdafiə etməkdə olduqca yaxşıdırlar. Onların sosial immun sistemi adlanan şeyə güvənən böyük cəmiyyətləri var, burada fərdlər əslində koloniyanı patrul edir, xəstəlik axtarır və onu azaldır. Onlar bu işdə olduqca yaxşıdırlar. Yəqin ki, qarşısını almaq üçün davranışdan əsas rejim kimi istifadə edirlər.

Məsələn, meşədə bu göbələkdən sporlar yamaqlarımız olacaq və bunlar yoluxucudur, buna görə də qarışqalar onun ətrafında hərəkət edə bilər.

Bu, təkcə qarışqalar deyil. Bir çox həşərat göbələk sporlarının varlığını tanıya və onlardan qaça bilir. İndi iş əks-strategiya inkişaf etdirmək üçün mantarın üzərindədir, ona görə də biz ikisi arasında bu təkamüllü silahlanma yarışını görürük.

Biologiya Dr: Söhbət parazit olan bu göbələkdən gedir. Beləliklə, bu, birtərəfli münasibətdir və açıq-aydın, qarışqa üçün yaxşı deyil. Parazitizmin başqa halları varmı, bu başqa sözdür, heyvanların davranışını dəyişir?

David: Çoxlu nümunələr və biz bunu indi dərk edirik. Tikanlı başlı qurdlar adlanan bu parazitlər qrupunun nümunələri var və bütün qrupdakı demək olar ki, hər növ xərçəngkimilərin su hövzələrində davranışını manipulyasiya edir. Onlar bu xərçəngkimiləri suyun zirvəsinə qaldırırlar, burada quş onları daha asan götürə bilər və parazit bir ev sahibindən digərinə belə keçir. Buna trofik ötürülmə deyilir.

Hörümçəklərin davranışını manipulyasiya edən, sonradan arıların inkişafı üçün faydalı olan xüsusi baramalar yaratmaq üçün parazit həşəratlar olan başqa bir sistem var. Cırcır böcəklərinin tük qurdları adlanan qurdlar tərəfindən manipulyasiya edilməsinə dair nümunələr var. Onlar su hövzələrinə tullanırlar, çünki qurd suda böyüklər kimi çoxalmalıdır, buna görə də bu quru həşəratını suya atlayır və effektiv şəkildə intihar edir.

Məməlilər üçün, çünki bu, yalnız həşəratlar haqqında hekayə deyil, biz məməlilər, biz adlanan bir şeylə yoluxmuşuq. Toxoplasma gondii, kiçik, təkhüceyrəli parazit olan malyariya parazitlərini görəcəyimiz qrupa bənzəyir, onun apikompleksan. Bu halda, o, siçovulun içərisinə daxil olur və siçovulların davranışlarına nəzarət edir, onların pişiklərə qarşı normal qorxu reaksiyalarını itirməsinə səbəb olur, çünki parazit bir ev sahibi olan siçovuldan ikinci ev sahibi olan pişiyə keçməlidir.

Bunun ən yaxşı yolu, qorxusunu itirərək siçovulun beynində dəyişikliklər etməkdir. Bir sıra araşdırmalarda insanlar göstəriblər ki, bu siçovullar əslində pişiyə yaxınlaşır və sonra pişik siçovulu yeyir, çünki pişiyin mədəsi bu parazitlərin çoxalması lazım olan yerdir. Bir gəmiricinin fitri qorxusunu itirməsinə səbəb olan olduqca böyük bir problemin öhdəsindən gəldi.

Bunu beynin amigdala adlanan mühüm mərkəzində beyindəki gen ifadəsini dəyişdirərək edir.

Heyvanlar səltənətində ecazkar sinir mühəndisliyi ev sahibini dünyanı bir nöqtədən digərinə keçmək üçün nəqliyyat vasitəsi kimi istifadə etmək üçün inkişaf etmiş parazitlər tərəfindən baş verir.

Biologiya Dr: Düzdür və siz əslində tək bir hüceyrədən danışırsınız.

David: Mütləq.

Biologiya Dr: Məni bu mövzuda heyrətləndirən hissə budur. Mən bu şouya zombilər və insan-zombilərin real olmadığı haqqında başladım, amma insanları idarə edə biləcək bir göbələk ola bilərmi?

David: A nöqtəsindən B nöqtəsinə keçməyə nəzarət etmir, amma davranışa təsir edir. 1600-cü illərdə Massaçusetsdəki Salem Cadugər sınaqlarına insanların içərisində ergot adlanan göbələk materialı olan çovdar yeməkləri səbəb olduğuna dair çox yaxşı tarixi sübutlar var.

Tarixən Avropada yüz illərdir ki, bizdə Müqəddəs Entoni atəşi adlanan bir şey var, burada siz kütləvi halüsinasiyalar keçirmisiniz və LSD-nin bu göbələklər qrupundan gəldiyini və əslində çovdarın ergotundan gəldiyini xatırlayın.

Bunu görəcək çoxlu inandırıcı dəlillər var. Son kütləvi hallüsinasiya hadisəsi 1952-ci ildə Fransada baş vermişdi, burada bütün şəhər LSD-yə bənzəyən çoxlu miqdarda alkaloid istehlak etdiyi üçün sanki qəribə bir hal almışdı. Bu şəkildə davranışlarına təsir edə bilərlər. Göbələklərin insan xəstəliklərində oynadığı rol lazımi səviyyədə qiymətləndirilmir.

Qərbdə Vadi Fever adlı bir şey var, burada göbələk materialı torpaqdan çıxır. O, insanların sinir sisteminə daxil olur və yavaş-yavaş sürünərək sinir sistemi vasitəsilə çoxalır. Faydalı deyil.

Bu, göbələklərin A nöqtəsindən B nöqtəsinə keçməsinə kömək etmir, lakin buna baxmayaraq, davranışımıza təsir edir. Göbələklərin nümunələri var və daha geniş şəkildə, əlbəttə ki, viruslar, quduzluq kimi digər parazitlər, şübhəsiz ki, insan davranışına nəzarət edir.

Biologiya Dr: Haqqında danışdığımız zombi qarışqaları, onları hər yerdə tapırsınız, yoxsa müəyyən bölgələrə xasdır?

David: Əvvəllər biz onların sadəcə olaraq dünyanın tropik qurşağında olduqlarını düşünürdük, lakin tədqiqatlarımızda biz bütün planetdə işləmişik. 11 ölkədə və beş qitədə işləmişəm. Biz onları tropik qurşaqda, əlbəttə ki, Afrika, Asiya, Cənubi Amerikada tapırıq.

Biz onları ABŞ-da tapırıq. Biz Cənubi Karolinada böyük təbiət tarixçisi olan vətəndaş alim Kim Fleminqin əməkdaşlığı nəticəsində tapdığımız böyük bir əhaliyə malik olduğumuzu görürük. O, artıq dörd-beş ildir bizimlə işləyir və elmi nəşrlərimizin həmmüəllifidir.

Deməkdən məmnunam ki, biz əslində onun adını daşıyan yeni zombi qarışqa göbələk növünə ad verəcəyik, ona görə də adlanacaq. Ofiokordiseps Kim Flemingi, bu əladır. ABŞ-ın cənubunda baş verir, lakin Kanada sərhədinə qədər, bunun qeydləri var.

Arxa həyətinizdə zombi qarışqaları ola bilər, zəhmət olmasa çölə çıxıb baxın. Bəzən insanlar nisbətən tez-tez mənə e-poçt göndərirlər və bir tapdıqlarını söyləyirlər. Mənə bir neçə nümunə göndərəcəklər, bu gözəldir.

Biologiya Dr: Maraqlıdır, çünki sizin nəşrlərinizdən biri “PLOS” adlı jurnalda, “The Public Library of Science” jurnalındadır və mən bunu maraqlı hesab edirəm, çünki sizinlə oturub bu barədə danışmaq istəyirdik. Əslində bu barədə bir yoldaş hekayəmiz var, lakin biz bunu PLOSable [askabiologist.asu.edu/plosable/zombie-ants] adlandırırıq. Mən bunu niyə maraqlı hesab edirəm ki, bu, vətəndaş alimin tədqiqatda böyük rol oynaması qeyri-adi deyil və bu konkret halda Kim olmasaydı, bu qarışqanı tapa bilməzdin.

David: Xeyr, heç yox. Harvardda idim, oradakı kolleksiyalara baxırdım, Farlou Herbariumu. Çoxdan ölmüş Taxter adlı çox görkəmli alimdən biz onun nümunələr kolleksiyasına baxdıq və son 140 ildə sadəcə 49 nümunə var idi.

Bütün Mikoloji icması, göbələkləri öyrənən insanlar və bütün Mirmekoloji icması, qarışqaları öyrənən bütün insanlar bunu qaçırdılar. Sadəcə heç kimin radarında deyildi və mən bundan anladım ki, o, ABŞ-da yoxdur.

Bu, mövcud deyil, amma həqiqətən Kim idi. Həqiqətən də vətəndaş elmi, təbiətşünas alovu onu görə bildi və sonra dedi: "Ah, burada çox yaygındır". Sözün əsl mənasında, bunu eşitdikdən dörd gün sonra mən Cənubi Karolinada onunla işləyirdim. Şükürlər olsun ki, o vaxtdan dayanmamışıq.

Biologiya Dr: Biz bu olduqca iyrənc – ən azı qarışqalar – göbələk – üçün danışdıq, amma mən bir az araşdırma aparanda məlum oldu ki, bu göbələyin əslində öz paraziti var.

David: Bəli, siz düşünərdiniz ki, bu qarışqalar üçün dəhşətli bir vəziyyətdir, lakin təbiət kompleksi və xüsusilə yağış meşələrindəki təbiət və buna görə də həmişə nahar üçün bir şey axtarırsınız. Bu vəziyyətdə hiper-parazitar göbələklər deyilən bir şey var. Əslində, onların çoxu var, onlarla və onlarla növ var.

These have evolved to be specialist on the fungus, which is controlling the behavior of the ant.

Work we haven't published, but I will share it here is that, we see also flies which have evolved. God made flies to evolve to consume this fungus. There is even a parasitoid wasp of the fly, of the fungus, of the ant, on the leaf. Rain forests are wonderfully compact places to see these great theaters of co‑evolution being played out.

Dr. Biology: There are people that will find this fascinating just for the basic research. Obviously zombies, just didn't have a title, these days it's great. But there is more to this research than understanding just the interaction of the fungus with the ants. It goes into what we call applied, or for humans, we are always trying to think about what's it going to do for us?

It turns out that you have some interesting links with your research in a couple of areas.

David: Yes. If you spend a number of years working on parasites that have evolved to get in and out of the insect nest that sort of tells you ways in which we might be able to ourselves get chemicals in and out of those nest to perhaps destabilize them.

We all worry about colony collapse disorder, and rightfully so, but in many social insects species, we will be happy if they did collapse. Like the fire ant in the southern US, which costs an annual cost of $6 billion, and all the damage it does. If we can get something into the colony center that kills the queen, this will be effective especially because that little pest is now going to China, Australia, and is a difficult thing to control.

We can learn lessons from these co‑evolutionary advances between parasites and their host. The fungus I work on, Ophiocordyceps, has long been used in the medical arena. It has been used in China for the last 1,500 years, from species which infect caterpillars in high Tibetan Alps.

It has demonstrated antimicrobial, so it kills bacteria and stuff, and anti‑TB, and anti‑malarial properties. It's a good therapeutic but you have to go to the top of the world to get it. To Tibet, in South Carolina it's a dime a dozen, it's more or less the same species.

There's lots of untapped potential in controlling injurious diseases of humans like cancer. Remember that the whole basis of our antibiotic industry is fungal species like penicillin. We need more of them, the more searching the better.

Dr. Biology: David, I want to ask you about another project you have going. It is very intriguing. It is called Plant Village. It's a nice cross of science, citizen science, and social networking. Can you give me a short rundown on Plant Village?

David: I have traveled around the world and worked in rain forests. Every time you come out of a rain forest, you're coming through a farm. These are poor farmers who are subsisting and growing crops on marginal value. A lot of the crops are being hammered by infectious diseases. I had a good fortune to be traveling with a guy called Dr. Harry Evans from England and a world expert on plant diseases.

Every time I came out of a forest, I walked into a farm and I got this master class in plant pathology or how diseases are transmitted. I realized, as a society in the UK, in the US, or anywhere else on the planet, we are not training people like him. We should but we are not.

Still the farmers are losing 40 to 60 percent on average of their annual production each year in these developing countries. We need to do a better job and everywhere in the world you go, you see phones. All farmers have phones.

What we did, very simply myself and my colleague who is really excellent on this space called, Dr. Marcel Salathe at Penn State, was made all the world's content on growing food freely and openly accessible to anybody in the world with a phone. We just gave away a library of information. We also wrote it with the farmer in mind.

Lindsay recommended me as a plant scientist on the project and she just really is good at writing content. Now it is the largest social network around food plants in the world. Almost a million people have come to the site, and we are going further. We are going to leverage the power of the phone and your camera to automatically diagnose the diseases.

A farmer either in Ghana or Georgia can point at a plant and get an automatic diagnosis. What we want to do is nothing less than fundamentally transform the way agriculture is done and the way diseases are diagnosed, by using the hundreds of millions if not billions of farmers around the world who have these phones in their pocket, which remember have more than a million times the processing capability than the computers that sent the man to the moon.

Dr. Biology: On Ask A Biologist, all my guests get three questions. I suspect a couple of them will be somewhat familiar. Here we go, let's go with the three questions, when did you first know that you wanted to be an entomologist?

David: I describe myself a biologist, and I knew right from the get go. Right from four years old, I greatly enjoyed David Attenborough. I grew up in Ireland and that was a big thing on BBC TV. Every Sunday I would really devour these programs that came through the TV, and I was lucky in that regard. I guess that I was unlucky that I didn't have a lot of opportunities.

I got kicked out of school at the age of 15, and I came from a poor environment in Dublin. Nobody in my family had ever finished high school.

Four or five years of going around and doing relatively dead end jobs ‑‑ horse farms, cycle courier, building site. But, I had always wanted to be a biologist. So I got back into university, and I took the chance. Then, I was able to become a professional biologist. I was lucky in the regard that I knew I wanted to be a biologist but unlucky and that I was a poor kid with not many opportunities

Dr. Biology: Was there a mentor or someone that actually turned the.

David: No, it was brute force and ignorance, I would say. I lived in the inner city in Dublin. I would climb into abandoned buildings, looking for bird nests. I would try go out in the countryside, as much as possible. I kept a veritable menagerie of animals in my house, from snakes to gerbils and everything else in between.

I just loved animals. I always did, and I just kept going, until, thankfully, I got to where I am today.

Dr. Biology: We know how you got here. It was a little more challenging than some of our biologist, who have been here. I am going to take it all away from you. You can't be an entomologist/biologist. What would you be? What would you do, if you could pick any other career?

David: I like the life of the mind. I think one of the greatest things we do in our society is think about ideas. It wouldn't be a great challenge for me to think about doing history or arts or the humanities. Are you telling me that I can't be at the university that I have to go?

If that was the case, I would open a bookshop. I wouldn't aim for money. I have very little interest in it. I would just enjoy the opportunity to surround myself with books, which I have always done. I love books deeply. So, a librarian, bookshop keeper, some sort of explorer of ideas. We have such a short life of 70 to 100 years and such a store of knowledge to find.

I would engage myself, if I couldn't do this. That would be not a great challenge.

Dr. Biology: The last question is what advice would you have for a young entomologist, again, or biologist or, perhaps, someone who doesn't like their job and wants to shift to another career? They have always thought they would be a biologist. With your particular focus, I think you might have some great insights for those students out there that don't think they have a chance.

David: If you think you don't have a chance, understand you are completely and utterly wrong. There are lots of chances. Find the book, find the Web series, find some information and just consume it. Consume it for pure joy of consuming it, and that's the great scientist throughout the ages from Galileo to Darwin and the contemporaries today, people who just want to discover things.

Go and engage with all the great content on the Webs and great information. If you can get into a community college or stay in school or find somebody who can kind of push you please do that. But, stuff like Ask A Biologist is great because the Web really opens up these communities.

If you realize you are doing it for its own sake, that's the very best. Be curiosity driven. Find out the information, and that, even if you stay in the job that you have or the conditions you have, that will enrich your life immeasurably. Then you will never be satisfied. You will always want more. You will always go on, and that's the true mark of a scientist or a curiosity driven mind to constantly go on.

At the end of the great story of your life, you will be happy having done that and you will have learned a lot more.

Dr. Biology: We get a lot of questions from students that say they want to be a biologist, but they have this hang up. They say, "But I am not good at math. Do I have to know math?" How did you do in math?

David: I was terrible, and as I was kicked out of school. I have a terrible, terrible education. I went to Oxford and Harvard and Copenhagen and all the fine, fancy pants places around the world, but, in terms of the basic, in terms of English writing and math, I don't think that's a barrier. What is important is the passion for a topic and that can be any topic. It can be the history or the civil war.

It can be biology. It can be anything in between. Then, you have to have great determination to put away the distractions of life like the phone and the alerts. Just to open a book or to look at the great content on the Web and just sit down and say, "What is this person saying to me?" and "How can I understand this?"

Put in the hard work with the passion, you will go far. I don't do mathematical biology myself, but I collaborate extensively with people. If you can bring to the table this understanding of biology, you will find collaborators. That's the beauty of science, because it's a collaborative exercise. You can find really good fruitful exercises at the boundary.

Dr. Biology: David Hughes, thank you very much for visiting with me today.

David: My pleasure, thank you.

Dr. Biology: You have been listening to Ask A Biologist and my guest has been David Hughes an entomologist and professor at Penn State University. For those of you who would like to explore more about zombie ants, you might like to visit the companion possible article on Ask A Biologist. The address is askabiologist.asu.edu/zombie‑ants.

Don't worry, if you couldn't write that down. We will have it on the page that also hosts this podcast. Those of you that would like to learn more about Plant Village, that's an easy one. It's plantvillage.com and you can check out all the things that David has been doing with that project.

The Ask A Biologist podcast is produced on the campus of Arizona State University, and it's recorded in the grassroots studio, housed in the school of life sciences, which is an academic unit, of the college of liberal arts and sciences. Remember even though our program is not broadcast live, you can still send us your questions about biology using our companion website.


Zombie fungus enslaves ants based on climate

Victims’ fate changes between tropical and temperate settings.

A fungus that turns ants into zombies has survived the global shift from tropical to temperate forests by subtly altering its victims’ behaviour.

Zombie ants are actually carpenter ants from the genus Kamponot which have been infected by a species of parasitic fungus, the best known of which is Ophiocordyceps unilateralis.

In tropical areas, the fungus induces the ant to climb high to the top of a tree and grasp firmly on a leaf with its jaws. It then remains motionless while the fungus draws nutrients from its body. Its elevated position facilitates the dispersal of fungal spores onto the forest floor – and other ants – below.

In temperate areas, however, the behaviour is slightly different. After infection, the ant climbs into the treetops and then grasps onto a twig instead of a leaf.

Zombie ants occur on every continent except Europe. But in 2010, fossil evidence of a zombie ant biting a leaf was discovered in Germany. The fossil dated to 47 million years ago – to a time when wet, evergreen forests circled the globe, including what is now Europe.

Intrigued by the discovery of the German fossil, a team led by David Hughes from Pennsylvania State University in the US set out to discover what factors influenced the zombie ants’ choice between biting a leaf of a twig.

The researchers looked at samples of the ants in museums, photographs and previously compiled datasets. They were also ably assisted by an enthusiastic zombie ant citizen scientist.

“We had a great asset here who is Kim Fleming,” says Hughes.

“Kim is a citizen scientist whose property in South Carolina is festooned with zombie ants hanging on trees. As both an excellent photographer and natural historian, Kim was able to collect detailed data for us on the zombie ants over 18 months by taking continual images of samples on her land. This was precious data that would have been very hard to collect.

“Kim is an author of this paper, but perhaps the greatest recognition of her importance is that the fungal species infecting carpenter ants in South Carolina is now named after her, Ophiocordyceps kimflemingiae.”

The study established that zombies in the tropics always bite on leaves, and those in temperate areas always bite twigs. Phylogenetic relationships between the ants were teased out, and they determined that leaf-biting was an ancestral trait, while twig-biting evolved at different times in different continents – showing remarkable convergent evolution on the part of the fungi.

The analysis confirmed that twig-biting developed in response to the earth’s changing climate and forests.

“What is remarkable here is that we have shown that the complex manipulation of an animal by microbe has responded to selection pressure the climate imposes on animals and plants,” adds Hughes.

“That was a cool finding that really excited us.”

The findings were published in the journal Təkamül.

Tanya Loos

Tanya Loos is an ecologist and science writer based in regional Victoria, Australia.

Read science facts, not fiction.

There’s never been a more important time to explain the facts, cherish evidence-based knowledge and to showcase the latest scientific, technological and engineering breakthroughs. Cosmos is published by The Royal Institution of Australia, a charity dedicated to connecting people with the world of science. Financial contributions, however big or small, help us provide access to trusted science information at a time when the world needs it most. Please support us by making a donation or purchasing a subscription today.

Make a donation

It’s in the Mandibles

Curiously enough, the study found that the infection actually leaves the ants’ nervous systems alone. Instead, the fungus, known as Ophiocordyceps unilateralis, mangles the ant’s jaws, causing the signature death grip that seals their fates.

The research team housed several colonies of ants in a lab, infected some groups with the fungus, and watched as the ants became sick and ferociously clamped down on any object they could find.

Control groups were infected with a separate fungus, Beauvaria bassiana , which also kills ants, but does not induce a death grip. They compared their bodies via dissection and electron microscopy.

The fungus seems to attack the ants jaw muscles specifically, they found, causing them to hypercontract, or bite with as much force as they can muster, and never let go. They also found additional cells that proliferate after an infection, which Pennsylvania State University researcher and lead author Colleen Mangold says is a tempting target for future research.

In addition, some muscles in the jaw eroded during the infection, although researchers aren’t sure if it’s directly due to the strong grip. However, other research has pinpointed an interesting change specifically in O. unilateralis -infected ants after the muscle breakdown. In the fungus, they observed an increase in the expression of genes associated with ergot alkaloid secretion.

Ergot is a rye fungus known to create hallucinations and convulsions in mammals. So, the strange, zombie-like behavior in ants may be due to these insects getting high off of toxic spores — but the research team needs to conduct further studies to confirm if this is true.


Zombie ants have fungus on the brain, new research reveals

New research has revealed how infection by a parasitic fungus dramatically changes the behavior of tropical of carpenter ants (species Camponotus leonardi), causing them to become zombie-like and to die at a spot that has optimal reproduction conditions for the fungus. The multinational research team studied ants living high up in the rainforest canopy in Thailand.

A paper describing the research will be published in the BioMed Central open-access journal BMC Ecology on 9 May 2011.

"The behavior of these infected zombie ants essentially causes their bodies to become an extension of the fungus's own phenotype, as non-infected ants never behave in this way," said David P. Hughes, the first author of the research paper and an assistant professor of entomology and biology at Penn State University.

Using transmission-electron and light microscopes, the researchers were able to look inside the ant in order to determine the effect of the fungus on the ant. They found that the growing fungus fills the ant's body and head, causing muscles to atrophy and forcing muscle fibres to spread apart. The fungus also affects the ant's central nervous system. The scientists observed that, while normal worker ants rarely left the trail, zombie ants walked in a random manner, unable to find their way home. The ants also suffered convulsions, which caused them to fall to the ground. Once on the ground, the ants were unable to find their way back to the canopy and remained at the lower, leafy understory area which, at about 9 or 10 inches (25 cm) above the soil, was cooler and moister than the canopy, provided ideal conditions for the fungus to thrive.

The scientists found that at solar noon, when the Sun is at its strongest, the fungus synchronised ant behavior, forcing infected ants to bite the main vein on the underside of a leaf. The multiplying fungal cells in the ant's head cause fibres within the muscles that open and close the ant's mandibles to become detached, causing "lock jaw," which makes an infected ant unable to release the leaf, even after death. A few days later, the fungus grows through the ant's head a fruiting body, a stroma, which releases spores to be picked up by another wandering ant.

"The fungus attacks the ants on two fronts: first by using the ant as a walking food source, and second by damaging muscle and the ant's central nervous system," Hughes said. "The result for the ant is zombie walking and the death bite, which place the ant in the cool, damp understory. Together these events provide the perfect environment for fungal growth and reproduction."

Hughes said his continuing research at Penn State is designed to learn how the fungus might be used to control pest insects in homes and farms.

In addition to Hughes, other members of the research team include Sandra Andersen and Jacobus J Boomsma in Denmark, Nigel L Hywel-Jones and Winanda Himaman in Thailand, and Johan Billen in Belgium. This research was funded by a Marie Curie Individual Fellowship to David Hughes.

Hekayə Mənbəsi:

Materiallar tərəfindən təmin edilmişdir Penn State. Qeyd: Məzmun üslub və uzunluğa görə redaktə edilə bilər.


The fungus that makes ‘zombie ants’ could use biological clocks to control their minds

The world of parasites can sometimes be extremely gruesome. Take, for example, the charming female jewel wasp, which uses a cockroach as a living incubator for its larvae. The wasp stings the roach in the brain, and leads the much bigger host by its antennae into a burrow before laying an egg inside its abdomen. The cockroach, being completely under the jewel wasp’s spell, doesn’t protest. Once the egg hatches, the larva consumes the cockroach from the inside out. Sevimli.

© Katja Schultz/Flickr Ant killed by Ophiocordyceps fungus.

Or how about the delightful horsehair worm? The larvae of this species get eaten by small insects like mosquitoes, which are themselves gobbled up by bigger bugs like crickets. Once inside its host, the larva matures into a beautiful butterfly foot-long worm. It then hijacks the cricket&rsquos behaviour, causing it to jump straight into the nearest water source and drown itself. The worm emerges underwater in a writhing mass from the cricket&rsquos abdomen, before mating and starting the cycle anew. (You can watch this happen in the video below &ndash but be warned, this is something you cannot unsee.)

Parasites (horsehair worm) coming out from their cricket host

This kind of mind bending isn&rsquot limited to animals. Toxoplasma gondii is a protist that famously makes rats attracted to cat urine (bad news for the rodent, good news for the parasite). But probably one of the most bizarre examples are fungi of the species complex Ophiocordyceps unilateralis, which infect and produce so-called &lsquozombie ants&rsquo.

Ophiocordyceps spores infect carpenter ants while they are out at night searching for food. The fungus grows inside the ant and eventually causes it to leave the nest, seek out a piece of vegetation and climb it (all while convulsing horribly, of course). Once it&rsquos ascended to a particular height, the ant clamps down with its powerful jaws and remains there until it dies, whereupon the fungus consumes it and uses the energy to produce a fruiting body. This structure bursts forth from the ant&rsquos head like something out of a Ridley Scott film, and will rain down spores onto more unsuspecting ants below.

So what&rsquos going on here? How does the fungus manage to pull off this amazing/terrifying piece of brainwashing? Charissa de Bekker is an Assistant Professor from the University of Central Florida who works on Ophiocordyceps, and gave a talk on her research at our Annual Conference last month.

&ldquoThere are many different fungal species, and as far as we know each ant species gets infected by its own fungus,&rdquo says Charissa. &ldquoIt&rsquos very specific. There has been a long co-evolution between the parasite and the host, an arms race where the host is trying to get rid of the parasite, and the parasite is trying to overcome the immune system and strategies of the host.&rdquo

This battle has been going on for millions of years, and seems like the fungus has come out on top. It has developed the ability to subtly and precisely manipulate the ant&rsquos behaviour, albeit in an extremely macabre way. For example, different ant species will be forced to seek out different plants and will latch onto specific parts, like a leaf or a twig. It&rsquos only after this point that the fungus will enact its grizzly execution.

© Katja Schultz/Flickr Carpenter Ants.

&ldquoWhen the fungus is inside the ant, it&rsquos normally in a yeast-like state, living as single cells. But as soon as the ant dies, the fungus starts to produce hyphae, which form a big branching network of cells,&rdquo explains Charissa. &ldquoAnd if we look at the genes at this point, comparing when biting has taken place to when the ant has died, we see that the fungus quickly changes which ones it&rsquos using.&rdquo

Using this approach, Charissa&rsquos group is trying to figure out the molecular basis of this mind control. By infecting ants in the lab, following their behavior and looking at the genes expressed at different time points, it&rsquos possible to piece together what&rsquos happening inside both organisms.

&ldquoThe way we do this is collect the heads of the ants, mash them up, get the RNA out and sequence it,&rdquo she says. &ldquoThen we map that back to the ant and the fungus.&rdquo

The lab has found that, after infection, the fungus starts to secrete a number of compounds into the ant, including enzymes that are known to enhance locomotive activity, and alkaloids that may be activating or deactivating receptors in the brain. As you might expect, after the ant has died, the fungus moves from creating compounds that manipulate behaviour to enzymes that can digest the victim&rsquos innards.

Charissa&rsquos latest work is also looking at the role that internal biological clocks, known as circadian rhythms, play in the fungus&ndashant interactions, as lots of aspects of the system seem to be tied to a certain time of day. For example, the Hughes Lab at Penn State, where Charissa did her postdoc, found that ants tend to bite down on the vegetation at solar noon, and that death follows swiftly a couple of hours later. The fungus only releases spores at a specific time of night when the ants are out foraging &ndash and foraging behaviour is itself controlled by the insect&rsquos circadian rhythms.

&ldquoSo there&rsquos all these different elements that made me think that a biological clock could be very important for this interaction,&rdquo says Charissa. &ldquoThe fungus might be breaking into the behavioural output of the biological clock of the host, and maybe hijacking and taking advantage of it.&rdquo

The team has also learnt that the fungus has its own molecular clock, and contains versions of proteins known to be used for cycling in other fungal species. This may be important for orchestrating changes in the host.

&ldquoWe&rsquore definitely at the beginning of the exciting stuff,&rdquo says Charissa. &ldquoMost of the parasites we know about that change behaviour aren&rsquot model organisms, so they haven&rsquot been studied for as long as fruit flies or E. coli. But with sequencing technology, we have doors open, and we can actually start to look into what might be going on. It&rsquos a very exciting, novel field.&rdquo


Videoya baxın: Fantastic Fungi, Official Film Trailer. Moving Art by Louie Schwartzberg (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Othomann

    I congratulate, this rather good idea is necessary just by the way

  2. Goltishura

    Səhv edirsən. Bunu sübut edə bilərəm.

  3. Vojora

    Mesaj ayırması

  4. Aethelbeorn

    Bu sualda köməyə görə minnətdarlığımı bildirirəm.

  5. Ace

    Sərin! at least take a look at it!



Mesaj yazmaq