Zombie mravenci se vrátili

Cordyceps vyrůstal z mravenčí hlavy. Přes BBC / GIPHY.

Autor: Gino Brignoli, UCL

V podvědomí tropického lesa sestřelil truhlář z baldachýnu pryč od svých pravidelných stop po krmení a opilých po větvi. Její pohyby jsou trhavé a nápadné. Kymácí se kupředu a najednou se začne křičet takovou divokostí, že spadne z větve na zem, než se vrátí ke své nevyrovnané, klikaté cestě. Je to „zombie mravenec“ a ona se nevědomky stala součástí životního cyklu parazitické houby známé jako Cordyceps.

Kolem poledne, po několika hodinách lezení a bezcílného číhání, mravenec nyní není více než asi 10 palců (25 cm) nad zemí a bezcílně se plazí na spodní straně listového stromku, kde bez varování prudce potopí své silné čelisti do jedné z žil listů a pevně ji sevřela mezi pevně uzamknutými čelistmi.

Do šesti hodin je mrtvá. Po dvou dnech se mezi jejími klouby stáhly bílé vlasy a o několik dní později se z nich stala hustá hnědá rohož zakrývající celý hmyz. Růžovobílý stonek začíná vybuchovat ze základny mravence a stále roste. Během dvou týdnů dosáhl dvojnásobku délky mravenčího těla, které sáhlo dolů k zemi níže.

Nakonec stonek uvolní své spory do vzduchu, připravený se vznášet a infikovat více netušících mravenců.

Obrázek přes shunfa / shutterstock.

Toto bizarní chování poprvé zaznamenal Alfred Russell Wallace v Indonésii v roce 1859, ale až donedávna nebyl podrobně zkoumán. Od té doby bylo objeveno, že houba narušuje normální chování mravence chemickou interferencí v mozku, což způsobuje, že se infikovaný mravenec chová způsobem, který zlepší příležitosti pro houbu šířit její spory a tak se množit.

Houba roste v tělní dutině mravence a používá jako vnitřní orgány vnitřní potravu, zatímco silný exoskelet mravence slouží jako druh kapsle, chrání houbu před vysycháním, požitím nebo další infekcí.

Odráží houby

Nejstarší známý záznam houby viditelně parazitující hmyz pochází asi před 105 lety. Je to hmyz samčího měřítka, konzervovaný v jantarové barvě, ze kterého vyčnívají dva houbové stonky. Tato fosilie nám však nemůže říct, zda se normální chování infikovaného hmyzu nějak změnilo nebo narušilo.

Cordyceps infikoval mravence od Sabah, Borneo, Malajsie. Obrázek přes Gino Brignoli.

Definitivní důkaz chování „zombie-mravenců“, který se datuje přibližně před 48 lety, pochází z fosilizovaných listů, které ukazují zřetelné znaky na obou stranách listových žil, které zůstávají na čelistech čelistí infikovaných mravenců. Nejen, že je toto spojení mezi mravenci a houbami zjevně starověké, je také velmi časté - dosud bylo objeveno asi 1 000 druhů houbových parazitů hmyzu.

V tomto věku starém boji o přežití mravenci vyvinuli přizpůsobení, aby se chránili sami a jejich hnízda před plísňovými infekcemi. Díky péči o sebe a společenskému čištění (alogrooming) odstraní potenciálně škodlivé spory dříve, než mohou proniknout kůží a chytit se. Někteří mravenci stříkají v hnízdě jed, aby fungovali jako fungicidy, a pokud to nezastaví zamoření, rozdělí si hnízda utěsněním kontaminovaných komor.

V některých případech jsou infikovaní jedinci prováděni z hnízda zdravými pracovníky a jako poslední možnost se celá kolonie přemístí a opustí infikované hnízdo.

Houbové patogeny se vyvinuly, aby se staly striktně druhově specifickými nebo obecnějšími při výběru hostitele hmyzu, přičemž někteří jsou schopni infikovat stovky různých druhů. Tato úžasná paleta fungálních patogenů a potenciálních hostitelů vyvolala u hmyzu určité zvláštní chování, protože se společně vyvinuly, aby se vypořádaly s taktikou hub.

Někdy je těžké vědět, jaké chování je zcela nedobrovolné a hnáno houbou ke zlepšení vlastního reprodukčního úspěchu a co se vyvinulo jako forma obrany proti infekci. Například, když mravenčí hostitel vyleze na zvýšenou pozici v takzvané „nemoci nemoci“, toto chování zvětšuje oblast, po které se mohou spory šířit skrze rozptyl větru wind, ale také odstraní mravence z blízkosti blízkost k příbuzným v kolonii, což brání šíření infekce na její sestry.

Není jasné, zda je toto chování zombie způsobené houbou nebo je to altruistický akt sebeobětování mravencem. Pokud se jedná o úmyslné jednání mravence, mohlo by to zachránit zbytek kolonie před podlehnutím infekce, která se někdy nazývá „adaptivní sebevražda“.

Zombie podobné chování u hmyzu je také způsobeno mnoha dalšími typy parazitů, včetně bakterií a dokonce i jiných bezobratlých. To vyvolává fascinující otázky o povaze skutečné nezávislosti každého organismu v nepochybně vysoce složitých vzájemně propojených živých systémech. Zombie mravenci nám poskytují pohled do této složitě zamotané sítě molekulárních vlivů a behaviorálních adaptací. Vede nás k tomu, abychom se divili, kdo v konečném důsledku řídí koho?

Gino Brignoli, Ph.D. Výzkumník v tropické ekologii na Ústavu zoologie a UCL

Tento článek je znovu publikován z konverzace na základě licence Creative Commons. Přečtěte si původní článek.

Sečteno a podtrženo: Parazitická houba převezme kontrolu nad živým hmyzem a přemění je na „zombie mravence“.