Cordyceps

Cordyceps är ett svampsläkte som tillhör en grupp svampar som kallas ascomycetes eller sådana svampar. Som sådant kännetecknas de av en säckliknande bifogning som innehåller sporer. Släktet Cordyceps består av över 400 svamparter, de flesta finns som endoparasiter. Medan många andra endoparasitoider finns, är det det sätt på vilket Cordyceps infekterar och påverkar värdarna som gör dem verkligen skrämmande.

Zombie myr

Cordyceps arter

Ophiocordyceps unilateralis

Ophiocordyceps sobolifera

Ophiocordyceps nutans

Ophiocordyceps sphecocephala

Ophiocordyceps myrmecophila

Ophiocordyceps camponoti-rufipedis

Ophiocordyceps unilateralis

Ophiocordyceps unilateralis, tidigare känd som Cordyceps unilateralis, är en av de mest populära arterna av släktet Cordyceps. För att slutföra sin livscykel infekterar svampen sina värdar och tar slutligen kontroll över sin handling. Följande är en livscykel för svampen som i slutändan får värden att zombifieras.

Livscykel

Fas 1: Döda myror på undersidan av tropiska regnskogslöv

För cykelns skull kommer vi att anta att detta är det första steget i livscykeln. Vanligtvis infekterar Ophiocordyceps unilateralis en specifik typ av myror känd som Carpenter myror (Camponotus leonardi). I just den här fasen hittas infekterade myror under bladen på tropiska regnskogsväxter med trådliknande svampvävnad som växer bakifrån. Sporer släpps från perithecia-dynan i miljön. Dessa sporer kan dock inte växa på marken eftersom de kräver vissa speciella förutsättningar för tillväxt. Detta tar oss till den andra fasen av svampens livscykel.

Fas 2: Infektion

Infektion av myran börjar när de kommer i kontakt i svampsporerna. När infektionssporerna landar på myran, genomgår de en serie förändringar som resulterar i produktion av vidhäftande ämnen och kemikalier som stöder infektionen. Medan de vidhäftande ämnena tillåter sporerna att vidhäfta och fästa vid myrs kutikula, bryter ned hårbottennedbrytande enzymer kutikula så att de hyfala trådarna växer inuti insekten. Inom värden fortsätter svampen att spridas med ökad produktion av hyfala kroppar. När dessa strukturer sprider sig inom insekten utnyttjar de näringsresurser som alltmer skadar värden. Här kan svampen jämföras med andra typer av parasiter som bandmaskar som infekterar värden (människor och andra djur) och använder näringskällor som finns tillgängliga i värdens tarmar. Emellertid för Ophiocordyceps unilateralis bryter hyfala trådar och enzymer som produceras också ned de inre strukturerna i myra och dödar den inifrån. Detta är förutom produktionen av kemikalier som tar kontroll över myrens nervsystem.

Cordyceps svamp på en mal

Fas 3: Ta kontroll

Svamptillväxt i värden (myra) ersätter några av dess celler. Enligt en nyligen genomförd studie visade det till exempel att svampen när kontrollen över värdens aktiviteter hade hälften av cellerna i värdens huvud skulle ha ersatts med svampceller. Denna ökning av svampceller tillåter svampen att ta kontroll över värden genom manipulering av sådana neurotransmittorer som serotonin och dopamin. Enligt den ovan nämnda forskningsstudien visades till exempel svampen öka aktiviteten hos gener som reglerar neurotransmittorerna med en anmärkningsvärd utarmning av serotonin.

* Serotonin främjar aktiv uthållighet och därmed föda

Medan svampaktiviteter initialt får värden att aktivt krypa upp växtbladet, kommer ytterligare påverkan på neurotransmittorerna att bromsa myran när svampen tar full kontroll. Förutom att rörelsen påverkar, har svampen också en inverkan på en uppsättning gener som kontrollerar käkmusklerna. Detta gör att musklerna försämras, vilket resulterar i lockjaw-effekt när myran biter ner på bladet permanent.

Zombie

När svampen fortsätter att spridas fortsätter den att påverka gener som är ansvariga för immunitet vilket resulterar i undertryckandet av värdens immunsystem. Detta gör att svampen fortsätter att växa och spridas i alla värdens vävnader. Samtidigt stärker det värdens exoskelet, vilket hjälper till att skydda svampen när den fortsätter att växa. Svampen börjar också växa utåt med svamptrådar som kallas mycel som bryter genom exoskeletten och fästs till bladen och ger därmed ytterligare stöd. Detta följs av utvecklingen av reproduktionsstjälkar och sporokarper där sporerna börjar utvecklas. Dessa sporer släpps så småningom ut i miljön vilket gör att cykeln kan fortsätta när de faller och fäster vid andra insekter (myror)

Andra arter av släktet (Cordyceps) kan framgångsrikt infektera andra typer av insekter som spindlar och hoppare. Infektionsprocessen (mekanismen) liknar dock förmågan att kontrollera beteendet hos dessa värdar. Detta gör att svampen fortsätter att blomstra i sin miljö eftersom de inte bara drar nytta av värden för näring utan också för transport och spridning. Värdarna, i detta fall, kallas därför zombies eftersom svampen gradvis dödar dem medan de tar kontroll över sina kroppar.

Vidare läsning

Brian Lovett och Raymond J. St. Leger. (2016). Insekten patogener. Microbiology Spectrum: American Society for Microbiology Press.

Nick Redfern och Brad Steiger. (2014). The Zombie Book: The Encyclopedia of the Living Dead.

länkar

https://www.nature.com/scitable/blog/accumulating glitches / how_fungus_makes_ant_zombies

http://www.biotec.or.th/en/index.php/news-2012/967-life-cycle-of-an-ant-infected-fungus, -ophiocordyceps-unilateralis

https://ento.psu.edu/publications/2015_araujo-et-al-2015-new-species-phytotaxa