Grzyb, który zmienia zachowanie mrówek

Ophiocordyceps unilateralis sensu lato to grupa pasożytniczych grzybów związanych z mrówkami. Zarodnik kiełkuje na powierzchni owada, grzyb przenika przez oskórek i rozwija się w jego ciele. W końcowej fazie zakażona mrówka opuszcza zwykły rytm kolonii, wchodzi na roślinę i zaciska żuwaczki na nerwie liścia albo gałązce. Po śmierci gospodarza z jego ciała wyrasta struktura wytwarzająca zarodniki, umieszczona nad miejscem, którym poruszają się kolejne mrówki.

Popularna opowieść mówi, że grzyb „przejmuje mózg”. Obrazowanie zakażonych owadów pokazało bardziej złożony mechanizm. Komórki grzyba tworzą rozległą sieć wokół włókien mięśniowych i między narządami, natomiast w samym mózgu mogą być nieobecne. Zmiana zachowania może wynikać z mieszaniny wydzielanych związków, zaburzenia zegara dobowego i bezpośredniego wpływu na mięśnie. To nie jest zdalne sterowanie jedną komendą, lecz stopniowa przebudowa fizjologii gospodarza.

Miejsce śmierci nie jest przypadkowe. Wilgotność, temperatura i wysokość nad podłożem wpływają na to, czy owocnik dojrzeje i skutecznie rozsypie zarodniki. Pasożyt zmienia więc zachowanie mrówki w sposób, który zwiększa własną szansę rozmnażania. Kolonie bronią się zachowaniami higienicznymi: usuwają chore osobniki i ograniczają kontakt z miejscami, gdzie spadają zarodniki.

Określenie „grzyb zombie” jest poręcznym skrótem, ale nie powinno prowadzić do dwóch błędnych wniosków. Po pierwsze, pod nazwą O. unilateralis kryje się kompleks wielu wyspecjalizowanych linii, związanych z określonymi gospodarzami. Po drugie, specjalizacja ta oznacza, że mechanizmu nie można przenieść na ludzi jak fabuły filmu. Człowiek ma inną temperaturę ciała, odporność i anatomię, a grzyb jest ewolucyjnie dopasowany do mrówek. Badacze odtwarzają przebieg zakażenia za pomocą eksperymentów terenowych, analiz metabolitów i obrazowania tkanek. Żadna pojedyncza metoda nie wystarcza, by przypisać konkretny ruch owada jednej cząsteczce.

Co naprawdę pokazują dane

„Kontrola umysłu” jest chwytliwą metaforą, lecz obrazowanie zakażonych mrówek pokazało mechanizm bardziej złożony. W późnej fazie infekcji komórki Ophiocordyceps tworzą rozległą sieć wokół włókien mięśniowych i pomiędzy narządami; w badanym materiale nie stwierdzono ich wewnątrz mózgu. Pasożyt może więc zmieniać zachowanie przez oddziaływanie na mięśnie, metabolizm i sygnały chemiczne, bez dosłownego „przejęcia” neuronów. Charakterystyczne wejście na roślinę i zacisk żuwaczek umieszcza martwego gospodarza w mikroklimacie sprzyjającym rozwojowi owocnika i rozsiewaniu zarodników. Trzeba też mówić o kompleksie gatunków Ophiocordyceps unilateralis, a nie o jednym kosmopolitycznym grzybie: poszczególne linie są silnie związane z określonymi gospodarzami i regionami. Wynik z mrówek stolarskich nie dowodzi identycznego mechanizmu u wszystkich „grzybów zombie”.