Emlékszem, meséltem neked egy parazita gombaról, amely rovarokat megfertőz, például egy hangyát, és elhagyja kolóniáját, egy fa levélén telepedik le. Miután az áldozat kényelmes helyzetbe került a manipulátor számára, a gomba a testén és a fején csírázni kezd.
Ijesztő volt itt nézni, szöveges képekkel, de itt van egy videó az Ön számára:
A tudomány már régóta ismeri ezt a jelenséget, de a tudósok eddig régóta nem voltak képesek megérteni, hogy az O. unilateralis parazita gomba hogyan játssza bábosként. Ezt a héten a Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratában megjelent új tanulmány, amelyet gyakran "agyi parazitának" neveznek, megcáfolja az elméletet. Kiderült, hogy a rovar agya sértetlen marad, és a parazita gyakorolja a gazdaszervezet feletti ellenőrzést azáltal, hogy az egész test izomrostjaiba bejuttatja! Valójában egy fertőzött hangya egyfajta "húspáncéllá" és a gomba szállítóeszközévé válik, és a hangya szöveti sejtjeinek egy részét a folyamatban gombás helyettesíti.
David Hughes (és ő volt az, aki először fedezte fel a parazita gomba) egy kiterjedt tanulmányt indított e csodálatos felfedezés érdekében, amelyen nemzetközi entomológusok, genetikusok, programozók és idegtudósok részt vettek. A munka célja az volt, hogy megvizsgálja a parazita és a gazdaszervezet közötti celluláris kölcsönhatásokat az első életciklusának kritikus szakaszában - amely során a hangya erőteljes mandibulaival a levélhez tapad.
A tanulmány vezető szerzője, Maridel Frederiksen, a svájci Bázeli Egyetem Állattudományi Intézetének doktori jelöltje kijelentette, hogy a gomba szövet-specifikus metabolitokat választ ki a gazdaszervezetbe, ezáltal változásokat okozva a gén expressziójában. Ez a hangya mandibuláris izmainak atrófiáját is okozza, így a hangya soha nem tudja kibontani őket, és hagyja, hogy a test a földre essen - ez a gazda idő előtti halálát okozhatja, vagy pedig a parazitát felesleges veszélybe sodorhatja. A munka megkezdése előtt azonban a tudósok nem tudták, hogy a gomba pontosan miként hangolja össze tevékenységét annak érdekében, hogy oly módon ügyesen manipulálja a gazdaszervezetet.
Promóciós videó:
Kutatás és felfedezések
A vizsgálat elvégzéséhez a tudósok ács-hangyát fertőztek O. unilateralis-szal. Ennek során néhány ember beadott egy adagot egy kevésbé veszélyes, nem zombi gombás kórokozónak, a Beauveria bassiana néven ismert - kontrollcsoportként szolgáltak. A két gomba által okozott betegség dinamikájának összehasonlításával a kutatók képesek voltak izolálni az O. unilateralis aktivitásának specifikus élettani megnyilvánulásait a hangyákban.
Elektronikus mikroszkópok segítségével a csoport háromdimenziós modellt készített a gombás szövetek helyének, bőségének és aktivitásának meghatározására a rovartestben. Ehhez ezekből a szövetekből csak 50 nm méretű mintákat vettünk, és a megfigyelést olyan eszközökkel végeztük, amelyek képesek voltak a kép megfigyelésére és feldolgozására 24-szer 2000-szer. A beérkező adatok lenyűgöző mennyiségének elemzésére a tudósok a mesterséges intelligenciára fordultak: a mély tanuláson alapuló algoritmus az elemzés során kiemelte a gombás és hangya sejtek aktivitásának különbségeit. Ez lehetővé tette a kutatók számára, hogy világosan megvilágítsák, a betegség melyik szakaszában a testszövetek még mindig a rovarhoz tartoztak, és ahol már gombagá alakultak.
Az eredmények rendkívül érdekes és félelmetes voltak. Az O. unilateralis sejtek az egész hangya testében elterjednek, a fejtől és a mellkasi területtől a hasig és a lábakig. Sőt, összekapcsolódtak, létrehozva egyfajta kollektív biológiai hálózatot, amely irányította a hangyák viselkedését. Hughes megjegyezte, hogy a gazdaszervezetben a sejtek magas százaléka gombás sejtekké alakul, amelyek szó szerint a rovarot önmagának részévé tették.
A legcsodálatosabb dolog az volt, hogy az agyszövet ép maradt. "Általában az állatok viselkedését az agy ellenőrzi, amely jeleket továbbít az izmokhoz, de kutatásaink azt mutatják, hogy az élősködő perifériás rendszereken keresztül szabályozza a gazda viselkedését" - magyarázza Hughes. "Ugyanúgy, mint egy bábos, aki húrok húrokat a báb mozgásának ellenőrzésére, a gomba a hangya izmait is ellenőrzi a gazda végtagjainak és az állkapocsának manipulálásával."
Befolyásolhatja egy parazita az agyat?
Még nem ismeretes, hogy a gomba pontosan hogyan okozza a hangya mozgását egy adott levél irányában. A tudósok úgy vélik, hogy a puzzle megoldásának kulcsa az agy integritásának ténye: a gomba elég hosszú ideig használja a hangya agyának potenciálját ahhoz, hogy életben legyen, és képes függetlenül megtalálni a megfelelő helyet a parazita szaporodásához. Egy másik elmélet az, hogy a gomba közvetett módon befolyásolja az agyat, különösen az érzékszervi funkcióit, annak érdekében, hogy „ellenőrizze” a hangyákat és eljuttassa az erdőbe.
Gaimodo Charissa de Becker, a Közép-Floridai Egyetem entomológusa, aki nem vett részt az új vizsgálatban, biztos abban, hogy az elvégzett munka megerősíti azt a tényt, hogy a gomba speciális szekréciós vegyületekkel képes a gazdaszervezetet ellenőrizni, amelyek neurotranszmitterekként működnek. Ezt elsősorban a gombás genom tanulmányozása során kapott adatok jelzik.
Miért olyan fontos számunkra? A zombifikáció mechanizmusának megértése számos perspektívát nyit meg. Mindenekelőtt ez az új, biológiailag aktív vegyületek szintézise, amelyek erőteljes gyógyszerként felhasználhatók. Ezen kívül a tudósok észrevették, hogy az Ophiocordyceps kimflemingiae gomba (rokon parazita gomba) aktivitás jeleit mutatja a "biológiai óra" alatt: néhány gomba génje aktív napközben, mások éjjel. Úgy tűnik, hogy a gomba éjjel aktiválja a gazda agyával kölcsönhatásba lépő fehérjék szekrécióját, így biztosítva a saját dominanciáját idegtevékenysége felett. Ki tudja, talán a jövőben egy ilyen implantátumok és neurotranszmitterek koktélja képessé fogja tenni az emberi agy irányítását, és ezáltal felfedi minden titkát?