Expulsa esporas tóxicas que florecen de la cabeza de la hormiga muerta
Caminan entre nosotros: insectos secuestrados por hongos parásitos que controlan cada uno de sus movimientos.
El hongo Ophiocordyceps unilateralis tiene un solo objetivo: la auto-propagación y la dispersión. Los investigadores piensan que el hongo, que se encuentra en los bosques tropicales, infecta a una hormiga forrajera a través de las esporas que se adhieren y penetran en el exoesqueleto y lentamente asume su comportamiento.
A medida que avanza la infección, la hormiga encantada se ve obligada a abandonar su nido por un microclima más húmedo que favorece el crecimiento del hongo. La hormiga se ve obligada a descender a una posición ventajosa a unas 10 pulgadas del suelo, hundir sus mandíbulas en una vena de la hoja en el lado norte de la planta y esperar la muerte.
Mientras tanto, el hongo se alimenta de las entrañas de su víctima hasta que está listo para la etapa final. Varios días después de que la hormiga haya muerto, el hongo envía una espora fructífera a través de la base de la cabeza de la hormiga, convirtiendo su arrugado cadáver en una plataforma de lanzamiento desde la cual puede lanzar sus esporas e infectar nuevas hormigas.
"Definitivamente despierta la imaginación tanto de los científicos como del público en general", dice Charissa de Bekker, profesora de la Universidad de Florida Central que estudia las interacciones entre parásitos y huéspedes que conducen a manipulaciones conductuales.
Al igual que en la historia de los zombis, hay un período de incubación en el que las hormigas infectadas parecen perfectamente normales y se ocupan de sus asuntos sin ser detectadas por el resto de la colonia. Eso es poco usual porque los insectos sociales como las hormigas normalmente tienen algo llamado inmunidad social: los miembros enfermos son expulsados del grupo para evitar que el resto también se enferme. "Creemos que las hormigas no tienen realmente un mecanismo para deshacerse del Ophiocordyceps", dice de Bekker.
Si bien la infección es 100 por ciento letal, el objetivo no es convertir a todas las hormigas en muertos vivientes. Para que los ecosistemas se mantengan equilibrados, los hongos deben mantener controladas las poblaciones hospedantes. De hecho, solo se infectan unas pocas hormigas en una colonia en un momento dado.
"Es casi como un resfriado crónico", dice de Bekker.
Y tal vez en la mayor desviación del libro de jugadas de zombies, Ophiocordyceps unilateralis no parece invadir el cerebro.
Mediante un tipo de microscopía fluorescente, los investigadores de la Universidad Estatal de Pennsylvania observaron la colonización de hongos en hormigas desde el gaster, la parte posterior del abdomen, hasta la cabeza, y no encontraron rastro de células de hongos en el cerebro. Acoplaron esa información con algoritmos informáticos para trazar el movimiento de los hongos mientras formaban una especie de andamiaje tubular dentro y alrededor de los paquetes de músculos de las hormigas.
Vídeo: Imágenes sin procesar (1.000 imágenes) a través de 50 µm de tejido de la cabeza seguido de una reconstrucción en 3D de una fibra muscular (roja) rodeada por 25 O. unilateralis conectados a los cuerpos hifales (amarillo)
Esto sugiere que el hongo ejerce su control mental a través de compuestos bioactivos que interfieren con el sistema nervioso de la hormiga y controlan a los anfitriones directamente en los músculos, dice De Bekker.
Imagen: Reconstrucciones tridimensionales de redes fúngicas que rodean las fibras musculares de la mandíbula de la hormiga.
Investigadores en Tailandia y Estados Unidos están estudiando diferentes especies de Ophiocordyceps que infectan a otras especies de hormigas para comparar sus mecanismos de control. En total, los investigadores han identificado más de 200 especies de Ophiocordyceps que pueden infectar a los huéspedes de 10 órdenes de insectos, así como a las arañas, aunque no todas conducen a la manipulación del comportamiento.
Una especie relacionada, O. sinensis, coloniza orugas de polilla fantasma y brota de su cabeza como un cuerno de unicornio. La combinación de cáscara de hongos y orugas es muy apreciada en la medicina tradicional tibetana y china como refuerzo inmunológico, tratamiento del cáncer y afrodisíaco. En un extraño giro, las especies de Ophiocordyceps que habitan en las cigarras japonesas pueden incluso haber reemplazado a las bacterias simbióticas para ayudar a sus anfitriones a procesar los nutrientes de la savia.
Al igual que el microbioma en nuestras propias tripas, los insectos contienen una gran variedad de especies de hongos, dice Barrett Klein, un entomólogo de la Universidad de Wisconsin en La Crosse. Pero como no todos los hongos se pueden cultivar en el laboratorio, solo ha sido estudiada de cerca una pareja, y mucho menos identificada como causante de manipulaciones conductuales.
Sin embargo, los científicos saben de unos pocos. Hay Entomophthora muscae, que literalmente significa "destructor de insectos de la mosca" en griego. Este hace que las moscas infectadas suban a cierta altura, se peguen a la planta con la boca y asuman una "postura de muerte" que es óptima para la dispersión de esporas.
Y está la Massospora cicadina, que bombea a sus anfitriones llenos de drogas alucinógenas y hace que se caiga parte de su abdomen. La cigarra de fondo desnudo luego se abre camino hacia la muerte, nuevamente en interés de la dispersión de las esporas.
"Es un terreno emocionante en el margen de nuestra comprensión para ver en qué medida los parásitos controlan a su anfitrión", dice Klein. "Si los animales son tan fáciles de manipular, ¿qué significa eso para nosotros?"
Artículo científico: Three-dimensional visualization and a deep-learning model reveal complex fungal parasite networks in behaviorally manipulated ants
