Um fungo parasita conhecido por manipular o cérebro de formigas não faz “zumbis” semelhantes a escravos de nenhum hospedeiro antigo.

Em vez disso, o microrganismo é de alguma forma capaz de reconhecer os cérebros de diferentes espécies de formigas e libera seu coquetel químico controlador da mente apenas quando está em seu hospedeiro preferido, mostram novas pesquisas.

“Comportamental a manipulação é tão complexa que só ocorre quando há “uma coevolução muito próxima entre o patógeno e o hospedeiro”, disse Charissa de Bekker, bióloga molecular da Pennsylvania State University e principal autora do novo estudo, publicado em agosto na revista BMC Evolutionary Biologia.

“A teoria é que cada espécie de formiga tem sua própria espécie de fungo que o infecta”, disse de Bekker ao Live Science.

Fazendo zumbis

Fungos do gênero Ophiocordyceps – os chamados fungos de formigas zumbis – precisam de formigas para completar seu ciclo de vida. Quando uma formiga encontra esporos de fungos enquanto forrageia, o fungo infecta o inseto e rapidamente se espalha por seu corpo.

Células fúngicas na cabeça da formiga liberam substâncias químicas que sequestram o sistema nervoso central do inseto. O fungo força a formiga a subir na vegetação e se prender em uma folha ou galho antes de matar seu infeliz zangão. Em seguida, ela cria um Um caule que libera esporos na parte de trás da cabeça da vítima para infectar mais formigas no chão.

De Bekker e seus colegas se perguntaram por que diferentes espécies de Ophiocordyceps parecem infectar apenas algumas formigas. “Pode ser por muitos motivos”, disse ela. “Talvez as formigas tenham ciclos de vida diferentes. Ou talvez nunca encontrem os esporos.”

Para descobrir se o Ophiocordyceps pode zumbificar muitas espécies de formigas, os pesquisadores se concentraram em uma espécie de fungo conhecida como Ophiocordyceps unilateralis sensu lato ( uma designação temporária até que seja devidamente nomeada). Descoberto em 2009 pelo cientista cidadão Kim Fleming na Carolina do Sul, o fungo faz formigas zumbis a partir de duas espécies de formigas carpinteiras, Camponotus castaneus e Camponotus americanus.

A equipe injetou material fúngico (em meio líquido) nas duas espécies de formigas, assim como Camponotus pennsylvanicus e Formica dolosa, que não são conhecidas como hospedeiras do fungo, apesar de viverem nas mesmas áreas que as outras formigas. Eles também realizaram experimentos de controle, nos quais as formigas eram deixadas sozinhas ou injetadas com um líquido sem fungo.

O fungo matou todas as três espécies de Camponotus, usando seu truque de controle mental apenas nesses dois conhecidos hospedeiros, descobriram os pesquisadores. (F. dolosa não sobreviveu por muito tempo após qualquer tratamento com injeção.)

Descobrindo substâncias químicas que controlam a mente

Em seguida, de Bekker e seus colegas queriam ver se o fungo secreta um conjunto específico de produtos químicos que lhe permite manipular o comportamento de C. castaneus e C. americanus, mas não de outras formigas.

“Pegamos as quatro espécies de formigas que usamos para o estudo da injeção, dissecamos seus cérebros e os mantivemos vivos colocando-os em um meio de cultura de células de inseto”, disse de Bekker. “Adicionamos o fungo ao fungo. este meio e o deixamos reagir ao meio ambiente, e então extraímos o meio, que tinha todas as moléculas que o fungo produziu. “

O meio de cada formiga continha milhares de unidades que produtos químicos, muitos dos quais eram desconhecidos. Usando dados de experimentos de controle, a equipe eliminou produtos químicos provavelmente produzidos pelo cérebro ou pelo fungo em resposta ao meio, deixando centenas de produtos químicos segregados pelo fungo em resposta aos cérebros das formigas.

Curiosamente, o o fungo produziu um coquetel químico diferente para cada espécie de formiga, sugerindo que ele “conhece” o cérebro de seus hospedeiros-alvo e reage de acordo, disse de Bekker. O fungo não coevoluiu com C. pennsylvanicus ou F. dolosa, então não é capaz de produzir o coquetel certo para manipulá-los.

A equipe foi capaz de identificar dois compostos, ácido guanidinobutírico (GBA) e esfingosina, que provavelmente estão envolvidos na zumbificação de seus dois hospedeiros – esses dois compostos também parecem desempenhar um papel em alguns distúrbios neurológicos, observam os pesquisadores. Eles encontraram muitos outros compostos candidatos também, mas ainda não foram capazes de identificá-los.

“Provavelmente haverá toda a mistura de produtos químicos que deve estar presente nas quantidades certas, trabalhando juntos para manipular o” comportamento “das formigas, disse de Bekker. >

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