En parasitisk svamp som är känd för att manipulera myrornas hjärnor gör inte slavliknande ”zombier” av någon gammal värd.

I stället kan mikroorganismen på något sätt känna igen hjärnorna hos olika myrarter och släpper ut sin sinnesstyrande kemiska cocktail endast när den är i sin föredragna värd, visar ny forskning.

”Behavioral manipulation är så komplex att det bara inträffar när det ”är en mycket nära samevolution mellan patogen och värd”, säger Charissa de Bekker, en molekylärbiolog vid Pennsylvania State University och huvudförfattare till den nya studien, publicerad i augusti i tidskriften BMC Evolutionary Biologi.

”Teorin är att varje art av myra har sin egen svampart som den smittas av”, sa de Bekker till WordsSideKick.com.

Att göra zombier

Svampar av släktet Ophiocordyceps – så kallade zombiesyrsvampar – behöver myror för att slutföra sin livscykel. När en myra stöter på svampsporer under födosök infekterar svampen insekten och sprider sig snabbt genom hela kroppen.

Svampceller i myrans huvud frigör kemikalier som kapar insekts centrala nervsystem. Svampen tvingar myran att klättra upp vegetationen och klämma ner på ett blad eller kvist innan den dödar sin olyckliga drönare. Den växer sedan en sporfrigörande stjälk ut ur offrets huvud för att infektera fler myror på marken nedanför.

De Bekker och hennes kollegor undrade varför olika Ophiocordycepsspecies bara verkar infektera vissa myror. ”Det kan vara av så många skäl”, sa hon. ”Kanske har myrorna olika livscykler. Eller kanske stöter de aldrig på sporerna.”

För att ta reda på om Ophiocordyceps kan zombifiera många myrarter fokuserade forskarna på en svampart som kallas Ophiocordyceps unilateralis sensu lato ( en tillfällig beteckning tills den är korrekt namngiven). Upptäckt 2009 av medborgarforskaren Kim Fleming i South Carolina, gör svampen zombiemyror av två snickermyrarter, Camponotus castaneus och Camponotus americanus.

Teamet injicerat svampmaterial (i ett flytande medium) i de två myrarterna, liksom Camponotus pennsylvanicus och Formica dolosa, som inte är kända för att vara värd för svampen trots att de bor i samma områden som de andra myrorna. De genomförde också kontrollexperiment, där myror antingen lämnades ensamma eller injicerades med en svampfri vätska. värdar, fann forskarna. (F. dolosa överlevde inte länge efter någon injektionsbehandling.)

Avtäckande tankekontrollerande kemikalier

Nästa, de Bekker och hennes kollegor ville se om svampen utsöndrar ett specifikt utbud av kemikalier som gör det möjligt att manipulera beteendet hos C. castaneus och C. americanus, men inte andra myror.

”Vi tog de fyra myrarterna som vi använde för injektionsstudien, dissekerade deras hjärnor och höll oss vid liv genom att sätta dem i ett insektcellodlingsmedium,” sa de Bekker. ”Vi lade svampen till detta medium och låt det reagera på miljön, och sedan extraherade vi mediet, som hade alla de molekyler som svampen producerade. ”

The medium från varje myra innehöll tusentals uni som kemikalier, varav många var okända. Med hjälp av data från kontrollexperiment rensade teamet ut kemikalier som troligen produceras av hjärnan eller svampen som svar på mediet och lämnar hundratals kemikalier som utsöndras av svampen som svar på myrhjärnorna. svamp producerade en annan kemisk cocktail för varje myrart, vilket tyder på att den ”känner” hjärnorna hos sina målvärdar och reagerar därefter, sade de Bekker. Svampen utvecklades inte med C. pennsylvanicus eller F. dolosa, så den kunde inte producera rätt cocktail för att manipulera dem.

Teamet kunde identifiera två föreningar, guanidinsmörsyra (GBA) och sfingosin, som sannolikt är involverade i att zombifiera sina två värdar – dessa två föreningar verkar också spela en roll i vissa neurologiska störningar, konstaterar forskarna. De hittade många andra kandidatföreningar också, men kan inte identifiera dem ännu.

”Det kommer antagligen att finnas hela blandningen av kemikalier som måste finnas där i rätt mängder, som arbetar tillsammans för att manipulera myrornas” beteenden, ”sa de Bekker.

Följ Joseph Castro på Twitter. Följ oss @livescience, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.