Parazitická houba, o které je známo, že manipuluje mozky mravenců, nevytváří z žádného starého hostitele „zombie“ slavelike.
Místo toho je mikroorganismus nějak schopen rozpoznat mozky různých druhů mravenců a uvolňuje svůj chemický koktejl ovládající mysl, pouze když je ve svém preferovaném hostiteli, ukazuje nový výzkum.
„Behaviorální manipulace je tak složitý, že k ní dochází pouze tehdy, když „existuje velmi úzká koevoluce mezi patogenem a hostitelem,“ uvedla Charissa de Bekker, molekulární biologka z Pensylvánské státní univerzity a hlavní autorka nové studie, publikované v srpnu v časopise BMC Evolutionary Biologie.
„Teorie spočívá v tom, že každý druh mravence má svůj vlastní druh hub, kterým se nakazí,“ řekl de Bekker pro Live Science.
Vytváření zombie
Houby rodu Ophiocordyceps – tzv. zombie mravenčí houby – potřebují k dokončení svého životního cyklu mravence. Když mravenec při hledání potravy narazí na spóry hub, houba infikuje hmyz a rychle se rozšíří po celém těle.
Plísňové buňky v hlavě mravence uvolňují chemikálie, které unesou centrální nervový systém hmyzu. Houba nutí mravence vylézt na vegetaci a upnout se na list nebo větvičku, než zabije svého nešťastného drona. stonek uvolňující spory ze zadní části hlavy oběti, aby infikoval více mravenců na zemi dole.
De Bekker a její kolegové se divili, proč se zdá, že různé druhy Ophiocordyceps infikují pouze určité mravence. „Může to být z tolika důvodů,“ řekla. „Možná mají mravenci různé životní cykly. Nebo se možná nikdy nesetkají se spórami.“
Aby zjistili, zda Ophiocordyceps dokáže zombifikovat mnoho druhů mravenců, zaměřili se vědci na houbový druh známý jako Ophiocordyceps unilateralis sensu lato ( dočasné označení, dokud nebude správně pojmenováno). Tato houba, kterou v roce 2009 objevila občanská vědečka Kim Fleming v Jižní Karolíně, vytváří mravence zombie ze dvou druhů tesařských mravenců, Camponotus castaneus a Camponotus americanus.
Tým injikoval houbový materiál (v kapalném médiu) do dvou druhů mravenců, jakož i Camponotus pennsylvanicus a Formica dolosa, o nichž není známo, že jsou hostiteli houby, přestože žijí ve stejných oblastech jako ostatní mravenci. Provedli také kontrolní experimenty, ve kterých mravenci buď zůstali osamoceni, nebo jim byla injikována tekutina bez plísní.
Houba zabila všechny tři druhy Camponotus a svůj trik ovládání mysli vytáhla pouze na těchto dvou známých hostitelé, zjistili vědci. (F. dolosa nepřežil dlouho po injekčním ošetření.)
Odhalení chemikálií ovládajících mysl
Dále, de Bekker a její kolegové chtěli zjistit, zda houba vylučuje konkrétní řadu chemických látek, které jí umožňují manipulovat s chováním C. castaneus a C. americanus, ale ne s jinými mravenci.
„Vzali jsme čtyři druhy mravenců, které jsme použili pro injekční studii, rozřezali jsme jim mozek a udrželi jsme je naživu tím, že jsme je vložili do kultivačního média pro hmyzí buňky,“ řekl de Bekker. „Houbu jsme přidali do toto médium a necháme ho reagovat na životní prostředí, a pak jsme extrahovali médium, které obsahovalo všechny molekuly, které houba produkovala. “
médium od každého mravence obsahovalo tisíce uni que chemikálie, z nichž mnohé nebyly známy. Pomocí dat z kontrolních experimentů tým vyřadil chemikálie, které pravděpodobně produkují mozky nebo houby v reakci na médium, přičemž stovky chemikálií vylučovaných houbou reagovaly na mozky mravenců.
Je zajímavé, že houba produkovala pro každý druh mravence jiný chemický koktejl, což naznačuje, že „zná“ mozky svých cílových hostitelů a podle toho reaguje, uvedl de Bekker. Houba se nevyvinula společně s C. pennsylvanicus nebo F. dolosa, takže není schopná vyrobit správný koktejl, který by s nimi manipuloval.
Tým byl schopen identifikovat dvě sloučeniny, kyselinu guanidinomáselnou (GBA) a sfingosin, které se pravděpodobně podílejí na zombifikaci jeho dvou hostitelů – zdá se, že tyto dvě sloučeniny také hrají roli při některých neurologických poruchách, poznamenávají vědci. Našli také mnoho dalších kandidátských sloučenin, ale zatím je nedokážou identifikovat.
„Pravděpodobně tam bude celá směs chemikálií, která tam musí být ve správném množství, společně pracovat na manipulaci mravenců s chováním,“ řekl de Bekker.
Sledujte Josepha Castra na Twitteru. Sledujte nás @livescience, Facebook & Google+. Původní článek o živé vědě.
