Husker at jeg fortalte deg om en parasittisk sopp som smitter insekter, for eksempel en maur, og som forlater kolonien, legger seg på et blad av et tre. Etter at offeret tar en komfortabel stilling for manipulatoren, begynner soppen å spire gjennom kroppen og hodet.
Det var skummelt å se på det her med tekst med bilder, men her er en video til deg:
Vitenskapen har lenge kjent dette fenomenet, men til nå har forskere lenge ikke vært i stand til å forstå nøyaktig hvordan den parasittiske soppen O. unilateralis spiller sin rolle som marionett. Ofte omtalt som en "hjerneparasitt", en ny studie publisert denne uken i Proceedings of the National Academy of Sciences, tilbakeviser teorien. Det viste seg at insektens hjerne forblir intakt, og parasitten utøver kontroll over verten ved å introdusere den i muskelfibre i hele kroppen! Faktisk blir en infisert maur en slags "kjøtt rustning" og et transportmiddel for soppen, og en del av myra vev celler i prosessen erstattes av sopp.
For å gjøre denne fantastiske oppdagelsen, begynte David Hughes (og det var han som først oppdaget den parasittiske soppen) en omfattende studie, som ble deltatt av et internasjonalt team av entomologer, genetikere, programmerere og nevrovitenskapsmenn. Målet med arbeidet var å studere de cellulære interaksjonene mellom parasitten og dens vert i et kritisk stadium i livssyklusen til den første - den der mauren klamrer seg til bladet med sine kraftige mandibler.
Studiens hovedforfatter, Maridel Frederiksen, en doktorgradskandidat ved University of Basel Zoological Institute, Sveits, uttalte at soppen utsondrer vevsspesifikke metabolitter i verten, og dermed forårsaker endringer i genuttrykk. Det får også myrens mandibulære muskler til atrofi, slik at mauren aldri kan løsne dem og la kroppen falle til bakken - dette vil føre til at verten er for tidlig død eller sette parasitten unødvendig risiko. Før arbeidet startet, visste forskerne imidlertid ikke nøyaktig hvordan soppen koordinerer handlingene sine for å så dypt manipulere vertens organisme.
Salgsfremmende video:
Forskning og funn
For å utføre studien infiserte forskere en snekkermyr med O. unilateralis. På denne måten fikk noen individer en dose av en mindre farlig, ikke-zombie sopppatogen kjent som Beauveria bassiana - de fungerte som en kontrollgruppe. Ved å sammenligne dynamikken i sykdommen forårsaket av disse to soppene, var forskerne i stand til å isolere spesifikke fysiologiske manifestasjoner av aktiviteten til O. unilateralis hos maur.
Ved hjelp av elektronmikroskop laget teamet en tredimensjonal modell for å bestemme plasseringen, forekomsten og aktiviteten til soppvev inne i insektlegemer. For dette ble prøver av disse vevene tatt med en størrelse på bare 50 nm, og observasjonen ble utført ved bruk av innretninger som var i stand til å overvåke og behandle bildet med en frekvens på 2000 ganger på 24 timer. For å analysere det imponerende volumet av innkommende data, vendte forskerne seg til kunstig intelligens: en algoritme basert på dyp læring under analysen, fremhevet forskjeller i aktiviteten til sopp- og maurceller. Dette gjorde at forskerne tydelig kunne se på hvilket stadium av sykdommen kroppsvevet fremdeles tilhørte insektet, og hvor de allerede ble omgjort til en sopp.
Resultatene var både ekstremt interessante og skremmende. O. unilateralis celler spredt seg gjennom myrens kropp, fra hodet og thoraxområdet til magen og bena. Dessuten ble de koblet sammen, og skapte et slags kollektivt biologisk nettverk som kontrollerte maurens oppførsel. Hughes bemerket at til slutt en høy prosentandel av celler i vertens kropp ble til soppceller - som bokstavelig talt gjorde insektet til en del av seg selv.
Men det mest fantastiske var at hjernevevet forble … intakt. "Normalt blir dyrs atferd kontrollert av hjernen, som overfører signaler til musklene, men resultatene våre viser at parasitten kontrollerer vertens oppførsel gjennom perifere systemer," forklarer Hughes. "Nesten som en marionett som trekker i strenger for å kontrollere bevegelsene til en dukke, kontrollerer soppen også maurens muskler ved å manipulere vertens lemmer og mandibler."
Kan en parasitt påvirke hjernen?
Det er fremdeles ukjent hvordan nøyaktig soppen får myren til å bevege seg i retning av et bestemt blad. Forskere mener at faktum om hjernens integritet faktisk er nøkkelen til å løse puslespillet: soppen bruker potenset til myrahjernen lenge nok til at den er i live og i stand til uavhengig å finne et passende "sted" for parasitten å reprodusere. En annen teori er at soppen indirekte påvirker hjernen, spesielt dens sensoriske funksjoner, for å "kontrollere" maurene og få dem til å gå inn i skogen.
Gaimodo Charissa de Becker, en entomolog ved University of Central Florida som ikke var involvert i den nye studien, er sikker på at arbeidet som er utført bekrefter det faktum at soppen kan kontrollere verten ved hjelp av spesielle sekresjonsforbindelser som fungerer som nevrotransmittere. Dette indikeres først og fremst av dataene som er oppnådd i studien av soppgenomet.
Hvorfor er det så viktig for oss? Å forstå zombifiseringsmekanismen åpner for en rekke perspektiver. Først av alt er dette syntesen av nye biologisk aktive forbindelser som kan brukes som kraftige medisiner. I tillegg har forskere lagt merke til at soppen Ophiocordyceps kimflemingiae (en beslektet parasittisk sopp) viser tegn til aktivitet innenfor den "biologiske klokken": Noen gener av soppen er aktive om dagen, andre - om natten. Tilsynelatende, om natten, aktiverer soppen sekresjonen av proteiner som kan samhandle med vertens hjerne, og dermed sikre sin egen dominans over nervøs aktivitet. Hvem vet, kanskje i fremtiden vil en slik cocktail av implantater og nevrotransmittere gi oss muligheten til å kontrollere den menneskelige hjernen og dermed avsløre alle dens hemmeligheter?
