Паразитические черви-волосатики известны необычной способностью управлять поведением своих хозяев. Развиваясь внутри наземных членистоногих, они в определённый момент заставляют заражённое животное отправиться к воде. Там взрослый паразит покидает тело хозяина и продолжает жизненный цикл. Учёные из Киотского университета решили выяснить, связано ли такое поведение у ночных животных с фазами Луны.
Исследователей заинтересовали нематоморфы из родов Gordius и Gordionus, заражающие пещерных, или верблюжьих, сверчков. Некоторые виды волосатиков способны изменять реакцию хозяина на свет и заставлять его двигаться к горизонтально поляризованному свету, отражённому поверхностью воды. Поэтому возникло предположение, что ночью яркость Луны может влиять на эффективность такого управления.
Если паразиты действительно используют отражённый свет, заражённые ночные животные могли бы чаще попадать в воду во время полнолуния, когда освещённость заметно выше. В новолуние, напротив, подобное поведение должно было встречаться реже.
Полнолуние не оказалось важным
С августа по октябрь исследователи наблюдали за небольшим искусственным водоёмом в бассейне реки Кисо в японской префектуре Нагано. Именно там встречалось большое количество нематоморфов и заражённых ими верблюжьих сверчков.
Наблюдения проводили в даты полнолуния и новолуния. Учёные собирали сверчков, оказавшихся на поверхности воды, чтобы определить, зависит ли частота их появления от освещённости ночью.
Дополнительным источником информации стали лососёвые рыбы, обитавшие в расположенном рядом лесном ручье. Исследователи изучали содержимое их желудков и фактически использовали рыб как естественных наблюдателей, которые круглосуточно фиксируют появление упавших в воду наземных животных.
Результаты показали, что сверчки действительно значительно чаще оказывались в воде ночью, чем днём. Это согласуется с предположением, что паразиты управляют поведением ночных хозяев именно в тёмное время суток.
Однако различий между полнолунием и новолунием исследователи не обнаружили. Верблюжьи сверчки попадали в воду в обе фазы Луны, а рыбы поедали примерно одинаковое количество таких насекомых как в яркие, так и в тёмные ночи.
Таким образом, поведение заражённых хозяев связано с ночным временем, но не синхронизировано с лунным циклом.
Для исследователей такой результат оказался неожиданным. Если бы нематоморфы полностью зависели от положительного фототаксиса и отражённого от воды света, их механизм управления должен был бы работать значительно хуже во время новолуния или при облачной погоде.
С эволюционной точки зрения такая зависимость была бы невыгодной. Паразиту необходимо попасть в водоём, чтобы размножиться, поэтому механизм, работающий только несколько ярких ночей в месяц, сильно ограничивал бы его возможности.
Авторы предполагают, что нематоморфы могут использовать другие способы воздействия на поведение хозяина, которые значительно меньше зависят от освещения.
Одним из возможных механизмов является изменение геотаксиса — реакции организма на силу тяжести и направление движения относительно поверхности земли. Паразит потенциально может заставлять хозяина менять привычное направление движения таким образом, чтобы увеличивать вероятность встречи с водой.
Другой вариант — повышение общей двигательной активности. Заражённый сверчок может становиться гиперактивным, перемещаться на большие расстояния и тем самым повышать вероятность случайно добраться до ручья, пруда или другого водоёма.
Такая стратегия была бы значительно надёжнее ориентации исключительно по свету. Она могла бы работать в облачные ночи, при новолунии и в затенённых лесных местообитаниях, где отражение света от воды практически незаметно.
При этом исследователи пока не исключают участие зрения полностью. У разных видов нематоморфов способы управления хозяевами могут различаться. Одни действительно способны воздействовать на реакцию насекомого на свет, тогда как другие могут использовать иные физиологические или поведенческие механизмы.
Это особенно интересно потому, что нематоморфы заражают животных с различным образом жизни. Некоторые хозяева активны днём, другие — ночью. Один и тот же механизм управления поведением мог бы быть малоэффективен для всех этих видов одновременно.
Поэтому различные эволюционные линии паразитов могли независимо сформировать разные способы достижения одной и той же конечной цели — заставить наземного хозяина войти в воду.
Именно этот вопрос исследовательская группа планирует изучать дальше. Учёные хотят выяснить, изменяют ли паразиты геотаксис заражённых животных, повышают ли их двигательную активность и отличаются ли механизмы управления у разных групп нематоморфов.
Работа показывает, насколько сложными могут быть отношения между паразитом и хозяином. Волосатик должен не просто развиваться внутри другого организма, но в нужный момент изменить его поведение таким образом, чтобы сухопутное животное оказалось в среде, необходимой самому паразиту для размножения.
При этом механизм должен оставаться достаточно надёжным при разных погодных условиях и уровнях освещённости. Отсутствие зависимости от Луны может быть именно такой адаптацией, позволяющей паразиту направлять хозяина к воде независимо от того, насколько яркой оказалась ночь.
Главный вывод исследования заключается в том, что нематоморфы действительно заставляют ночных верблюжьих сверчков попадать в воду преимущественно ночью, однако фаза Луны практически не влияет на этот процесс. Это указывает на существование более сложных механизмов управления поведением, чем простое привлечение хозяина к отражённому свету.