Паразитичні личинки волосатиків змушують своїх господарів - хижих наземних комах - прагнути до водойм, оскільки дорослі особини цих хробаків мешкають у воді. Вчені вивчили поведінку заражених богомолів і виявили, що волосатики маніпулюють сприйняттям світла господаря - комах до водойм приваблює поляризоване світло, яке відбивається від поверхні води. Результати дослідження опубліковані в журналі.
Серед паразитів часто зустрічається здатність до маніпулювання поведінкою своїх господарів. Наприклад, гриб кордіцепс позбавляє господаря - мураха-древоточця - нюху і впливає на циркадні ритми і передачу нейромедіаторів, в результаті чого заражену комаху забирається на рослину і вчіпляється в неї щелепами. Після цього з тіла мураха проростає гриб і поширює свої суперечки. Паразитичний протист токсоплазму змінює поведінку своїх проміжних господарів - вони стають сміливішими і цікавішими, через що частіше стають жертвою котячих - остаточних господарів паразита (1, 2, 3).
Маніпулюють поведінкою господарів і волохатики () - споріднені нематодам хробаки з волосоподібним тілом, чиї личинки ведуть паразитичний спосіб життя. Дорослі особини волосатиків - вільноживі організми, що мешкають у водоймах. У спрощеному вигляді життєвий цикл волохатиків (4, 5) можна уявити наступним чином: Після спарювання самка відкладає яйця на водні рослини. З яйця через кілька днів виходить личинка, яка проникає у водну личинку комахи (наприклад, подінки), що служить паратенічним (транспортним) господарем. Після метаморфозу заражену комаху покидає водне середовище.
На суші паратенічного господаря з'їдає хижу комаху (богомол, коник або жужелиця), в чиєму організмі личинка волохатика і розвивається. Перед завершенням розвитку паразит починає впливати на поведінку господаря - змушує його прагнути до води. У водоймі волосатик залишає господаря через задній кінець його тіла (через кишку або покриви), після чого комаха може вижити, якщо не потоне або не буде з'їдено. Такий життєвий цикл характерний для прісноводних волосатиків, які становлять більшість видів. Однак є кілька морських видів, чиї личинки паразитують на ракоподібних, наприклад на раках-відлюдниках.
Довгий час було невідомо, яким чином волосатики змушують наземних комах прагнути до води. Спочатку вчені припускали, що паразити викликають у своїх господарів спрагу. Потім було показано, що волосатики сприяють появі у господарів позитивного фототаксису - спрямованого руху до джерела світла. Дослідники пояснили це тим, що водойми відображають сонячне або місячне світло, яке і приваблює комах.
Насоно Обаясі (Nasono Obayashi) з Університету Кобе і його колеги з Японії і Тайваню вважають, що фототаксису недостатньо для залучення комах до води, оскільки в природі досить багато об'єктів, які відображають світло, наприклад пісок. Біологи припустили, що волосатики викликають у заражених комах позитивний поляротаксис - рух у напрямку до джерела поляризованого світла, оскільки відображене від поверхні води сонячне світло стає горизонтально поляризоване.
Для підтвердження своєї гіпотези дослідники вирішили вивчити поведінку богомола, в якому паразитують личинки волосатика. Вчені зібрали 59 заражених і 44 незаражені особини богомолів у декількох населених пунктах японського острова Хонсю. Заражених особин можна було визначити по черевцю, з якого виднився передній кінець тіла паразита. Незаражених особин після експериментів розкрили, щоб підтвердити відсутність волохатиків. При цьому у деяких особин виявили недавнє зараження, тому вони були виключені з аналізу.
Спочатку вчені провели експеримент у лабораторії: богомолів поміщали в циліндр, на одному з кінців якого було джерело поляризованого (горизонтально або вертикально), а на іншому - неполяризованого світла. Дослідження проводили при чотирьох рівнях освітленості: 150 люкс (відповідає сутінкам), 2000 люкс (ранок у похмуру погоду), 6000 люкс (полудень у похмуру погоду), 15000 люкс (сонячний день). Це було зроблено для того, щоб перевірити, чи впливає висвітленість на поведінку богомола. Через 10 хвилин вчені фіксували положення комахи в циліндрі. Виявилося, що заражені богомоли частіше, ніж незаражені, вибирали джерело поляризованого світла (p = 0,005), причому саме з горизонтальною поляризацією. Така поведінка заражені комахи виявляли при освітленості 2000 і більше люкс.
Потім вчені провели другий експеримент. На сільськогосподарській території, що належить Університету Кобе, дослідники зробили два басейни: глибокий з темним дном і неглибокий зі світлим. Перший відображав сильно поляризоване і тьмяне світло, другий - слабо поляризоване, але яскраве. Експеримент проводився з 13 по 28 жовтня 2020 року - в цей час волосатики в природі маніпулюють своїми господарями, щоб потрапити у водойму. Біля басейнів біологи поставили саджанці дуба, на які поміщали богомолів, так як - деревний вигляд. Також вчені встановили камери, які фіксували поведінку комах. В експерименті брали участь 31 заражена і 19 незаражених особин.
У результаті 16 заражених богомолів стрибнули у воду, тоді як серед незаражених таку поведінку проявила тільки одна особина (р < 0,001). Серед цих 16 богомолів 14 особин вибрали глибокий басейн (p = 0,0042). Також дослідники з'ясували, що комахи воліли стрибати у водойми опівдні. Біологи провели додатковий експеримент в лабораторії, який показав, що заражені богомоли були найбільш активні опівдні і опівночі.
Вчені дійшли висновку, що волосатики викликають у богомолів позитивний поляротаксис, а також зміну в добовій активності, завдяки чому паразити в підсумку потрапляють у воду. Автори роботи зазначають, що тепер необхідно встановити нейробіологічні механізми такого маніпулятивного впливу.
Багато видів членистоногих можуть бачити поляризоване світло. Наприклад, раки-богомоли сприймають лінійну і кругову поляризацію світла, і постійне обертання очей допомагає їм у цій здатності.