Un champignon parasite connu pour manipuler le cerveau des fourmis ne fait pas de «zombies» esclaves de n’importe quel ancien hôte.

Au lieu de cela, le micro-organisme est en quelque sorte capable de reconnaître le cerveau de différentes espèces de fourmis et ne libère son cocktail chimique de contrôle de l’esprit que lorsqu’il se trouve dans son hôte préféré, selon une nouvelle recherche.

« Comportemental la manipulation est un tel complexe qu’elle ne se produit que lorsqu’il y a « une coévolution très étroite entre l’agent pathogène et l’hôte », a déclaré Charissa de Bekker, biologiste moléculaire à la Pennsylvania State University et auteur principal de la nouvelle étude, publiée en août dans la revue BMC Evolutionary Biologie.

« La théorie est que chaque espèce de fourmi a sa propre espèce de champignon par laquelle elle est infectée », a déclaré de Bekker à Live Science.

Faire des zombies

Les champignons du genre Ophiocordyceps – appelés champignons fourmis zombies – ont besoin de fourmis pour compléter leur cycle de vie. Lorsqu’une fourmi rencontre des spores fongiques en butinant, le champignon infecte l’insecte et se propage rapidement dans tout son corps.

Les cellules fongiques de la tête de la fourmi libèrent des produits chimiques qui détournent le système nerveux central de l’insecte. Le champignon force la fourmi à grimper sur la végétation et à se fixer sur une feuille ou une brindille avant de tuer son malheureux drone. Il pousse alors un tige libérant des spores de l’arrière de la tête de la victime pour infecter plus de fourmis sur le sol ci-dessous.

De Bekker et ses collègues se sont demandé pourquoi différentes espèces d’Ophiocordyceps semblent infecter uniquement certaines fourmis. «Cela pourrait être pour de nombreuses raisons», a-t-elle déclaré. « Peut-être que les fourmis ont des cycles de vie différents. Ou peut-être qu’elles ne rencontrent jamais les spores. »

Pour savoir si Ophiocordyceps peut zombifier de nombreuses espèces de fourmis, les chercheurs se sont concentrés sur une espèce fongique connue sous le nom d’Ophiocordyceps unilateralis sensu lato ( une désignation temporaire jusqu’à ce qu’il soit correctement nommé). Découvert en 2009 par le scientifique citoyen Kim Fleming en Caroline du Sud, le champignon produit des fourmis zombies à partir de deux espèces de fourmis charpentières, Camponotus castaneus et Camponotus americanus.

L’équipe a injecté du matériel fongique (dans un milieu liquide) dans les deux espèces de fourmis, ainsi que Camponotus pennsylvanicus et Formica dolosa, qui ne sont pas connus pour être des hôtes du champignon bien qu’ils vivent dans les mêmes zones que les autres fourmis. Ils ont également mené des expériences de contrôle, dans lesquelles les fourmis ont été laissées seules ou injectées avec un liquide sans champignon.

Le champignon a tué les trois espèces de Camponotus, tirant son astuce de contrôle mental uniquement sur ces deux connus hôtes, les chercheurs ont découvert. (F. dolosa n’a pas survécu longtemps après un traitement par injection.)

Découvrir des substances chimiques qui contrôlent l’esprit

Ensuite, de Bekker et ses collègues voulaient voir si le champignon sécrétait une gamme spécifique de produits chimiques qui lui permettait de manipuler le comportement de C. castaneus et C. americanus, mais pas d’autres fourmis.

« Nous avons pris les quatre espèces de fourmis que nous avons utilisées pour l’étude d’injection, disséqué leurs cerveaux et les avons maintenus en vie en les mettant dans un milieu de culture de cellules d’insectes », a déclaré de Bekker. « Nous avons ajouté le champignon à ce milieu et laissez-le réagir à l’environnement, puis nous avons extrait le milieu, qui contenait toutes les molécules produites par le champignon. « 

Le milieu de chaque fourmi contenait des milliers d’uni que des produits chimiques, dont beaucoup étaient inconnus. En utilisant les données d’expériences de contrôle, l’équipe a éliminé les produits chimiques probablement produits par le cerveau ou le champignon en réponse au milieu, laissant des centaines de produits chimiques sécrétés par le champignon en réponse au cerveau des fourmis.

Fait intéressant, le Le champignon a produit un cocktail chimique différent pour chaque espèce de fourmi, suggérant qu’il « connaît » le cerveau de ses hôtes cibles et réagit en conséquence, a déclaré de Bekker. Le champignon n’a pas coévolu avec C. pennsylvanicus ou F. dolosa, il est donc incapable de produire le bon cocktail pour les manipuler.

L’équipe a pu identifier deux composés, l’acide guanidinobutyrique (GBA) et la sphingosine, qui sont probablement impliquées dans la zombification de ses deux hôtes – ces deux composés semblent également jouer un rôle dans certains troubles neurologiques, notent les chercheurs. Ils ont également trouvé de nombreux autres composés candidats, mais ne sont pas encore en mesure de les identifier.

« Il va probablement y avoir tout le mélange de produits chimiques qui doit être là dans les bonnes quantités, travaillant ensemble pour manipuler les » comportements « des fourmis, a déclaré de Bekker.

Suivez Joseph Castro sur Twitter. Suivez-nous @livescience, Facebook & Google+. Article original sur Live Science.