U mrówek Carpenter z brazylijskich lasów deszczowych odnotowano bardzo dziwne zachowania. Gdy jeden z owadów zostaje zainfekowany grzybem, zamienia się w „mrówkę zombie”, która pozostaje pod motoryczną kontrolą pasożyta. Chora mrówka opuszcza swoje przyjazne siedlisko wśród drzew i przenosi się do lasu – środowiska bardziej odpowiedniego dla rozwoju grzyba. Końcowym etapem przejęcia kontroli nad żywicielem jest przylgnięcie mrówki do liścia i oczekiwanie aż grzyb pochłonie ciało ofiary.

Chociaż zjawisko to jest znane od jakiegoś czasu, to naukowcy nadal głowią się nad działaniem mechanizmu zawładnięcia ruchami mrówki. Dotychczas uważano, że pasożyt infekuje mózg ofiary i w ten sposób może odpowiadać za jej czynności motoryczne, ale ostatnie wyniki wskazują na to, że prawda jest jeszcze bardziej złowieszcza. Grzyb przenika i otacza włókna mięśniowe mrówki, zyskując w ten sposób bezpośredni wpływ na jej ruchy. W efekcie niezainfekowany mózg mrówki zostaje uwięziony we własnym ciele podczas gdy grzyb zyskuje swoisty egzoszkielet. Cały proces aż do śmierci mrówki trwa około dziesięciu dni.

Najnowsze badanie jest wynikiem współpracy badaczy z wielu dziedzin nauki: entomologii, genetyki, mikrobiologii oraz informatyki. Podczas pracy skupiono się na zachowaniu komórek grzyba i mrówki w ostatniej, przedśmiertnej fazie infekcji. Grzyb wprowadza zmiany w ekspresji genów żywiciela oraz powoduje zanik mięśni żuchwy stawonoga. Organizm mrówki po takiej przemianie można traktować jako przedłużenie postaci grzyba poprzez nowe ciało. Nie wiadomo jednak w jaki sposób grzyb manipuluje tymi zmianami, aby uzyskać tak przytłaczającą dominację nad swoją ofiarą.

Źródło: pixabay.com

W ramach badań zainfekowano mrówki owym zombie-grzybem (O. unilateralis) oraz mniej groźnym pasożytem (Beauveria bassina). Porównując ich działanie, naukowcy zdołali wyróżnić, co niezwykłego dzieje się w procesie przemiany mrówki w zombie.

Po pobraniu próbek tkanek i użyciu mikroskopów elektronowych stworzono trójwymiarowe wizualizacje, obrazujące rozmieszczenie, obfitość oraz aktywność pasożytów w ciałach mrówek. Okazało się, że zombie-grzyb rozprzestrzenił się w dosłownie całym ciele swojego gospodarza, tworząc sieć wzajemnie powiązanych komórek, będących w stanie kontrolować mrówkę. Komórek grzyba było tak wiele, że można w tym przypadku mówić o maskaradzie, gdy rozrośnięty pasożyt ukrywa się tylko pod zewnętrzną powłoką mrówki.

Najbardziej zaskakujący okazał się fakt, że grzyb nie tknął mózgu ofiary, która stała się więźniem w marionetce mrówczego ciała. Wciąż nie wiadomo dokładnie w jaki sposób grzyb „pociąga za sznurki”. Jedno z proponowanych wyjaśnień mówi o nieznanych nam neuromodulatorach, którymi grzyb działa na układ nerwowy swoich ofiar. Naukowcy upatrują w tej hipotezie bogactwo związków chemicznych, które mogą posłużyć do produkcji nowych, rewolucyjnych leków.