Муравьи — общественные насекомые, и их скученный образ жизни создаёт идеальные условия для передачи паразитов. Но грибковые эпидемии, выкашивающие целые семьи, редки: насекомые умеют распознавать заражённых сородичей, выносить их из гнезда и избегать контакта. Известные науке грибы, связанные с муравьями, делятся на две группы: одни убивают хозяина почти сразу (например, Beauveria или Metarhizium), другие – живут на живом насекомом и не приводят к немедленной гибели (например, Aegeritella или Laboulbenia), постепенно истощая своего носителя.
Последние прикрепляются к панцирю и могут либо просто держаться на поверхности, либо проникать внутрь тела, разрушая хитиновые покровы. До сих пор для муравьёв рода Lasius было известно лишь два таких гриба. Новое исследование добавляет третий, причём относящийся к новому, ранее не известному роду.
История началась в 2021 году. Учёные собирали рабочих муравьёв Lasius distinguendus в Ростове-на-Дону. Гнездо располагалось под камнем в зарослях туи. На теле насекомых были заметны тёмные наросты, нехарактерные для этих муравьёв, окрашенных целиком в светло-жёлтые оттенки. Это вызвало интерес специалистов. Наблюдения за семьёй продолжались до сентября 2024 года, и всё это время заражённость колонии оставалась практически стопроцентной. Образцы для исследования были направлены в Ботанический институт РАН (С. Петербург), где гриб выделили с поверхности кутикулы насекомых в чистую культуру и провели комплексный анализ.
Изучили строение колоний, сделали гистологические срезы и микрокомпьютерную томографию, а также проанализировали последовательности трёх генетических локусов. Именно сочетание молекулярных данных и внешних признаков позволило однозначно отделить находку от всех известных родственников.
Результаты показали, что гриб относится к семейству Readerielliopsidaceae. Ближайшие родственники — в основном паразиты растений. Хотя в семействе есть, например, и паразиты тлей. Но уникальная комбинация признаков не позволила отнести муравьиного паразита ни к одному из известных родов. Так появился новый род Xenomorphomyces.
«Видовое имя formicartus составлено из латинских слов "муравей" и "контейнер". Имеется в виду, что муравей служит для гриба своеобразной ёмкостью(контейнером) для развития и размножения. А родовое название появилось потому, что в лабораторных условиях учёные очень долго не могли получить все типы спороношения, необходимые для описания морфологии этого гриба. Он будто прятался от нас. Отсюда и название: "Xeno" — чужой, неизвестный; "morpho" — форма, внешний вид», — пояснил Дмитрий Шевченко, сотрудник Академии биологии и медицины ЮФУ, один из авторов исследования.
Отдельный сюжет — экология семейства. Большинство грибов из этого семейства ведут совсем другой образ жизни. Их называют сажистыми грибами: они селятся на листьях растений, питаются сладкими выделениями тлей и образуют чёрный налёт, который мешает листьям получать свет. А новый гриб выбрал иной путь: он не живёт на растениях, а паразитирует на животных. Для эволюции это принципиально другой образ жизни.
«Род Xenomorphomyces описан как паразит Lasius distinguendus, то есть его можно рассматривать как узкоспециализированного эктопаразита с пока не до конца ясной для нас стратегией расселения и передачи. Подобные находки известны для Южной Европы, но в Восточной Европе, и в России, в частности, эта находка на данный момент уникальна. Мы до сих пор спорим, является ли этот гриб нашим аборигенным видом, или же его могли завезти к нам с посадочным материалом (Ботанические сады часто являются очагами интродукции различных организмов). В последнем случае за ним необходим мониторинг, как за потенциальным интродуцентом», — отметил Дмитрий Шевченко.
Как именно гриб вредит муравью? На теле насекомого появляются тёмные овальные наросты. Они растут на всех частях тела, кроме антенн и кончиков ног, особенно часто на брюшке и груди. Иногда гриб покрывает почти весь панцирь. Учёные выяснили, что мицелий развивается в основном на поверхности, но может проникать и под кутикулу, прорастая в полость тела. Заражённые рабочие муравьи в лаборатории жили около одного-двух месяцев, тогда как здоровые особи более восьми месяцев. Таким образом, паразит значительно сокращает срок жизни хозяина. Гриб сковывает суставы, голову и ротовые части, из-за чего насекомым трудно двигаться и питаться.
«Для человека этот гриб абсолютно безопасен. Он был найден только на муравьях Lasius distinguendus и, судя по всему, может заражать только этот вид и, возможно, родственников из того же рода. Случаев заражения людей или других животных не зафиксировано. Аналогии с кордицепсом из известной серии игр тоже не совсем корректны: данный паразит никак не управляет поведением хозяина, у него совершенно другая модель распространения: контактная. Он передается между членами семьи во время трофаллаксиса (обмена пищей) и других взаимодейтсвий.
А значит, заставлять носителя куда-то идти ему без надобности. Более того, за четыре года наблюдений мы не обнаружили других заражённых семей поблизости. Сама семья, где мы нашли гриб, при почти стопроцентной заражённости продолжает нормально жить и развиваться уже более пяти лет. Это указывает на то, что гриб оказывает умеренное негативное воздействие на муравьёв, предполагая низкую летальность.На самом деле, снижение летальности для хозяина характерно для многих паразитов, и указывает на то, что его отношения с муравьями продолжаются уже очень давно. Чем больше муравей проживет – тем дольше на нем проживет сам гриб. Ну а строгая видоспецифичность исключает заражение организмов за пределами конкретного семейства. Проще говоря, ни для людей, ни для каких-либо других позвоночных этот гриб угрозы не представляет», — отмечает Дмитрий Шевченко.
Заражение, по всей видимости, передаётся при прямом контакте между особями. В лабораторных условиях заразить здоровых муравьёв не удалось: насекомые оттаскивали инфицированные трупы в сухой периферийный участок инкубатора и долго не приближались к ним. Учёные предполагают, что между муравьиными семьями гриб может передаваться во время брачного лёта через крылатых самок и самцов. Любопытно, что внешние проявления нового гриба на хитине муравьёв очень похожи на те, что оставляют грибы рода Aegeritella. Это может путать исследователей при полевых наблюдениях, поэтому для точной диагностики нужен полноценный микологический анализ.
Исследование выполнено при поддержке государственного задания Санкт-Петербургского государственного университета (проект № 132392751) и частично государственного задания Ботанического института имени В. Л. Комарова РАН (№ 12401310-0829-3). Работа велась на оборудовании научного парка СПбГУ и центра коллективного пользования Ботанического института. Находка сделана в Ростове-на-Дону, а одним из авторов выступил сотрудник Академии биологии и медицины ЮФУ Дмитрий Шевченко. Статья опубликована в журнале Insects.
