En parasittisk sopp som er kjent for å manipulere hjernen til maur, gjør ikke slaveaktige «zombier» ut av noen gammel vert.

I stedet er mikroorganismen på en eller annen måte i stand til å gjenkjenne hjernen til forskjellige maurearter, og frigjør sin sinnsstyrende kjemiske cocktail bare når den er i sin foretrukne vert, viser ny forskning.

«Behavioral manipulasjon er så komplekst at det bare skjer når det «er en veldig nær koevolusjon mellom patogen og vert,» sa Charissa de Bekker, en molekylærbiolog ved Pennsylvania State University og hovedforfatter av den nye studien, publisert i august i tidsskriftet BMC Evolutionary Biologi.

«Teorien er at hver art av maur har sin egen soppart den blir smittet av,» sa de Bekker til WordsSideKick.com.

Å lage zombier

Sopp av slekten Ophiocordyceps – såkalte zombiemyresopp – trenger maur for å fullføre livssyklusen. Når en maur kommer over soppsporer under fôring, infiserer soppen insektet og sprer seg raskt i hele kroppen.

Soppceller i maurens hode frigjør kjemikalier som kaprer insektets sentralnervesystem. Soppen tvinger mauren til å klatre opp vegetasjonen og klemme seg ned på et blad eller kvist før den dreper sin ulykkelige drone. Deretter vokser en spore-frigjør stilk ut fra baksiden av offerets hode for å smitte flere maur på bakken under.

De Bekker og hennes kolleger lurte på hvorfor forskjellige Ophiocordycepsspecies bare virker å infisere visse maur. «Det kan være av så mange grunner,» sa hun. «Kanskje har maurene forskjellige livssykluser. Eller kanskje de aldri møter sporene.»

For å finne ut om Ophiocordyceps kan zombifisere mange maurearter, fokuserte forskerne på en soppart kjent som Ophiocordyceps unilateralis sensu lato ( en midlertidig betegnelse til den er riktig navngitt). Oppdaget i 2009 av borgerforsker Kim Fleming i South Carolina, gjør soppen zombiemaur av to snekkermaurarter, Camponotus castaneus og Camponotus americanus.

Teamet injisert soppmateriale (i et flytende medium) i de to myreartene, så vel som Camponotus pennsylvanicus og Formica dolosa, som ikke er kjent for å være verten for soppen til tross for at de bor i de samme områdene som de andre maurene. De kjørte også kontrolleksperimenter, der maur enten ble alene eller injisert med en soppfri væske.

Soppen drepte alle tre av Camponotus-artene, og trakk bare tankekontrolltrikset på disse to kjente verter, fant forskerne. (F. dolosa overlevde ikke lenge etter injeksjonsbehandling.)

Avdekkende tankekontrollerende kjemikalier

Neste, de Bekker og hennes kolleger ønsket å se om soppen utskiller et bestemt utvalg av kjemikalier som gjør det mulig å manipulere C. castaneus og C. americanus, men ikke andre maur.

«Vi tok de fire artene av maur som vi brukte til injeksjonsstudien, dissekerte hjernen deres og holdt oss i live ved å sette dem i et insektcellekulturmedium,» sa de Bekker. «Vi la soppen til dette mediet og la det reagere på miljøet, og deretter ekstraherte vi mediet, som hadde alle molekylene soppen produserte. «

The medium fra hver maur inneholdt tusenvis av uni som kjemikalier, hvorav mange var ukjente. Ved å bruke data fra kontrolleksperimenter lukket teamet ut kjemikalier som sannsynligvis ble produsert av hjernen eller soppen som svar på mediet, og etterlot hundrevis av kjemikalier som ble utskilt av soppen som svar på maurhjernen.

Interessant er at sopp produserte en annen kjemisk cocktail for hver maureart, noe som tyder på at den «kjenner» hjernen til målvertene og reagerer deretter, sa de Bekker. Soppen vokste ikke sammen med C. pennsylvanicus eller F. dolosa, så den kunne ikke produsere den rette cocktailen for å manipulere dem.

Teamet var i stand til å identifisere to forbindelser, guanidinsmørsyre (GBA) og sfingosin, som sannsynligvis er involvert i å zombifisere sine to verter – disse to forbindelsene ser også ut til å spille en rolle i noen nevrologiske lidelser, bemerker forskerne. De fant også mange andre kandidatforbindelser, men klarer ikke å identifisere dem ennå.

«Det kommer sannsynligvis til å være hele blandingen av kjemikalier som må være der i riktige mengder, og jobbe sammen for å manipulere maurenes» oppførsel, «sa de Bekker.

Følg Joseph Castro på Twitter. Følg oss @livescience, Facebook & Google+. Opprinnelig artikkel om WordsSideKick.com.