– e Milă de săraci încrezători tâmplar ant care involuntar devine infectat cu spori împrăștiate de o ciuperca parazita în Cordyceps gen., Sporii se atașează de furnică și germinează, răspândindu-se prin corpul gazdei prin tendrile lungi numite micelia. Cordyceps își transformă în esență gazda într-un sclav zombie, obligând furnica să urce în vârful celei mai apropiate plante și să-și prindă fălcile minuscule într-o prindere de moarte în jurul unei frunze sau crenguțe.

ciuperca devorează încet furnica, germinând prin cap într-o indignare finală. Apoi, cu bulb creșteri pe capetele miceliene sparge, eliberând chiar mai sporii în aer, pentru a infecta și mai încrezători furnici., Nu este o modalitate foarte bună de a merge: întregul proces poate dura patru până la 14 zile.

Există mai mult de 400 de specii diferite de ciuperci Cordyceps, fiecare vizând o anumită specie de insecte, fie că este vorba de furnici, libelule, gandaci, plosnite, sau gândaci. Aspectul zombificării a făcut ciuperca un favorit al documentarelor naturale. De asemenea, și-a croit drum în cultura populară, cum ar fi jocul video zombie-apocalypse, the Last of Us (2013), în care o ciupercă parazitară se mută, astfel încât infectează și oamenii., Dar oamenii de știință sunt dornici să studieze Cordyceps pentru a afla mai multe despre originile și mecanismele complicate din spatele acestor tipuri de boli bazate pe agenți patogeni.David Hughes, entomolog la Universitatea de Stat din Penn, studiază de ani de zile relația fascinantă dintre furnicile dulgher și partenerul lor parazit, Ophiocordyceps unilateralis, în speranța de a afla mai multe despre modul în care ciuperca își controlează gazda condamnată., Cercetările anterioare au arătat că zombificarea s-ar putea datora eliberării unei substanțe chimice speciale care determină mușchii din mandibulele furnicilor infectate să se contracte forțat pentru acea mușcătură de prindere a morții.în 2017, Profesorul Hughes și echipa sa au scanat felii ultra-subțiri de furnici infectate sub un microscop puternic pentru a construi un model 3D, marcând cu atenție ce părți erau furnici și care erau ciuperci. Acest lucru le-a oferit o privire mult mai detaliată asupra a ceea ce se întâmpla structural la nivel celular. Au găsit un procent surprinzător de mare de celule fungice în corpurile furnicilor., Celulele au fost concentrate direct în afara creierului, fără a penetra vreodată creierul.în schimb, celulele fungice au format o rețea 3D elaborată, interconectată, permițându-le să comunice între ele și să facă schimb de nutrienți. În esență, taie creierul de restul corpului furnicii, astfel încât celulele în rețea să-i poată controla comportamentul. După cum scria Ed Yong în Atlantic, ” furnica își încheie viața ca prizonier în propriul corp. Creierul său este încă în scaunul șoferului, dar ciuperca are roata.,”

” creierul său este încă pe scaunul șoferului, dar ciuperca are roata.”

acum, Laboratorul Hughes se întoarce cu o nouă lucrare în biologia experimentală. Acest ultim studiu „ne oferă o imagine mai largă a interacțiunilor ciupercă-gazdă care apar în mușchii mandibulei furnicilor infectați în momentul mușcării”, a declarat Colleen Mangold de la Penn State, coautor pe hârtie. Aceste interacțiuni sunt probabil ceea ce se află în spatele mușcăturii de prindere a morții, deoarece ciuperca nu se atașează direct de creierul unei furnici infectate., Mai degrabă, rupe membrana care acoperă fibrele musculare ale maxilarului, provocând contracții suficient de puternice pentru a deteriora sau distruge filamentele musculare care alunecă unul pe celălalt atunci când mușchii se contractă.deoarece această ciupercă se dezvoltă în medii calde și umede (Brazilia sau Carolina de Sud), oamenii de știință U-Penn au recreat un mediu similar în laborator. Au colectat spori de la furnicile infectate și le-au injectat în furnici sănătoase în laborator. Trucul aici a fost determinarea corectă sport doza.,”dacă injectăm cu prea puțini spori, furnica poate lupta împotriva infecției”, a spus Mangold. „Cu toate acestea, dacă injectăm prea multe, furnica ar putea muri la scurt timp după inoculare, fără modificări comportamentale. Așa că a trebuit să găsim o doză undeva între ele.mediul de laborator a fost proiectat să semene cu condițiile de roaming liber, nu cu un cuib de colonii de furnici. „Ciuperca nu este în măsură să se dezvolte într-o etapă matură, infecțioasă în interiorul cuiburilor de furnici”, a spus Mangold., „Acest lucru se datorează probabil faptului că furnicile sănătoase elimină uneori fizic furnicile infectate din cuib și/sau condițiile din cuib—cum ar fi umiditatea sau temperatura—nu sunt optime pentru creșterea fungilor. Când o furnică infectată este departe de cuib, ciuperca poate crește și se maturizează, iar sporii infecțioși pot fi eliberați.”

mușchii sub microscop

pe măsură ce insectele infectate mureau, Mangold și colab. le-a înghețat și a îndepărtat mușchii maxilarului pentru conservare. Apoi au studiat aceste țesuturi sub un microscop electronic cu baleiaj (sem)., Aceste imagini au arătat în mod clar filamentele fungice care penetrează țesutul muscular, dar joncțiunile neuromusculare—unde semnalele nervoase din creier ar intra în mușchi pentru a—și controla mișcarea-au rămas intacte, indicând faptul că ciuperca nu afectează direct creierul unei furnici infectate. Echipa a observat, de asemenea, particule ciudate asemănătoare veziculelor atașate țesutului infectat, deși nu este clar dacă acestea sunt produse de ciupercă sau furnica gazdă.echipa va încerca în continuare să izoleze veziculele asemănătoare bilelor pentru a afla mai multe despre ele., „Vrem să știm dacă provin din ciupercă sau gazdă și ce este ambalat în interiorul lor”, a spus Mangold. Dacă veziculele provin din ciupercă, asta ar sugera că ceea ce este în interior joacă un rol în contracția musculară—poate prin secretarea unei substanțe care provoacă spasme în mușchi—sau mediază comunicarea dintre celulele fungice.dacă veziculele provin de la furnicile gazdă, conținutul ar putea fi un răspuns imun de un fel., Oricum, „înțelegerea mai multor despre aceste vezicule poate ajuta la înțelegerea interacțiunilor gazdă-patogen care pot contribui la prinderea morții”, a spus Mangold.furnicile de tâmplar nu sunt singurele specii care sunt ținte pentru acest tip de infecție asemănătoare zombie; ele sunt doar una dintre cele mai cunoscute. „Există o serie de alte sisteme în care vedem schimbări de comportament în gazdele infectate de un microb”, a spus Mangold, arătând furnicile infectate cu Pandora formicae ca un exemplu. „Cu toate acestea, mecanismele specifice care stau la baza schimbării comportamentale a gazdei pot diferi între cele două sisteme., De aceea va fi interesant să studiem fiecare sistem și să vedem unde constatările noastre sunt similare și unde sunt diferite.”

DOI: Jurnalul de Biologie Experimentală, 2019. 10.1242 / jeb.200683 (Despre DOIs).