Fungo Killer e Formiche Zombie

Una “ramificazione” della nuova specie di fungo Ophiocordyceps camponoti-balzani spunta dalla testa di una formica “zombie” nella foresta pluviale brasiliana.Considerato all’inizio come una singola specie, Ophiocordyceps unilateralis, questo tipo di fungo in realtà ne conta quattro, e tutte sono in grado di “controllare” la mente delle formiche. Quando la specie infetta una formica, prende il sopravvento sul suo cervello, poi appena l’insetto si sposta in un luogo ideale per il fungo in cui crescere e disperdere le sue spore, lo uccide. Le quattro specie di fungo vivono nella foresta pluviale atlantica del Brasile, che, racconta l’entomologo della Penn State University David Hughes, responsabile della ricerca, sta cambiando rapidamente a causa del riscaldamento climatico e della deforestazione.
Hughes e colleghi hanno fatto la scoperta notando l’ampia diversità di crescita fungale che spuntava dagli insetti morti, come racconta lo studio pubblicato sulla rivista PLoS ONE.”Siamo tentati di ipotizzare che ogni specie di fungo abbia una propria specie di formica a cui si è adattato in modo particolare”, dice Hughes.”Questo significa che esiste la possibilità che nella foreste tropicali di tutto il mondo vi siano decine e decine di specie in attesa di essere scoperte”, dice.Una formica carpentiere “zombie” attaccata con le mandibole a una foglia. Fotografia per gentile concessione di David Hughes

 

 

Un fungo parassita sta trasformando le formiche thailandesi in una sorta di “zombie”, dicono gli studiosi, che si stanno facendo un’idea sempre più chiara di come funzioni questa raccapricciante infezione.Il fungo, della specie Ophiocordyceps, colpisce le formiche carpentiere che vivono nella volta arborea della foresta pluviale in Thailandia. Il parassita attacca il sistema nervoso delle formiche, causando nell’insetto un comportamento anomalo che è però perfettamente funzionale alla riproduzione del fungo.(Vedi anche: “Mosche ‘aliens’ e ‘formiche ‘zombie'”)

I ricercatori hanno analizzato al microscopio le formiche colpite per seguire l’evoluzione dell’infezione. Hanno così scoperto che il fungo cresce riempiendo lentamente il corpo e la testa dell’insetto, causando il disfacimento dei muscoli e delle fibre che li compongono.Ci vogliono dai tre ai nove giorni circa prima che la formica colpita si “trasformi” completamente.  All’inizio, la formica infettata continua a comportarsi normalmente, interagendo con le altre formiche e perfino nutrendosi.Immagino gli insetti come chimere: in parte formiche, in parte fungo”, dice il responsabile della ricerca David Hughes, entomologo alla Pennsylvania State University. “Con il passare del tempo, la parte fungale aumenta fino a che il comportamento delle formiche sfugge del tutto al loro controllo”.La ricerca ha anche messo in luce che il fungo tende a uccidere l’ospite a mezzogiorno, anche se la ragione per cui questo accade rimane un mistero.
Le formiche zombie muoiono attaccate alle foglie

Gli studiosi studiano le formiche della specie Camponotus leonardi in Thailandia da diversi anni per scoprire come funzione l’interazione fra insetto e fungo. In un articolo del 2009, ad esempio, Hughes e i suoi colleghi riferivano della sorprendente capacità di “dirigere” in modo specifico il proprio ospite.
Normalmente, le formiche deviano di rado dal proprio itinerario abituale lungo un albero, mentre quelle “zombie” vagano senza meta finché le convulsioni le portano a cadere dalla volta arborea.
Una volta cadute, le formiche restano sul fogliame del sottobosco, a una ventina di centimetri dal suolo: un ambiente più freddo e umido rispetto alla volta della foresta, che offre le condizioni ideali affinché il fungo possa riprodursi.Dopo qualche giorno, il fungo “obbliga” le formiche ad agganciarsi a una foglia. Le cellule del fungo che si moltiplicano nella testa dell’insetto provocano il distacco delle fibre all’interno dei muscoli che aprono e chiudono le mandibole delle formiche.Questo dà luogo al “morso” delle formiche infettate, che in questo modo si attaccano alla foglia anche dopo la morte, offrendo così un luogo stabile in cui il fungo può svilupparsi anche al di fuori della formica. A questo punto, il fungo uccide il suo ospite con un veleno. Qualche giorno più tardi, il fungo cresce attraverso la sommità della testa della formica come stroma (l’impalcatura di un organo), prendendo l’aspetto di un “palco di corna” sull’insetto. Lo stroma rilascia le spore che verranno raccolte, restandone infetta, da un altra formica di passaggio.
(Vedi le immagini della trasformazione)
L’intero processo, dall’infezione al rilascio delle spore, richiede dalle due alle tre settimane, spiega Hughes.Il momento invece in cui il fungo guida una formica ad attaccarsi alla foglia dipende in parte dalle condizioni ambientali: se il sottobosco è troppo asciutto, spiega Hughes, il fungo “prende tempo e aspetta”.Nella ricerca del 2009, la maggior parte delle formiche con il “palco” è stata individuata in ambienti con il 95% di umidità e temperature che si aggiravano fra i 20 e i 30 gradi centigradi.
Il fungo uccide a mezzogiorno
Un nuovo elemento della saga è la scoperta che il fungo di solito infligge il colpo di grazia alla formica quando il sole è allo zenith. Il fungo potrebbe usare la luce solare per sincronizzare il momento finale della sua opera; ma questa, precisa Hughes, per il momento è soltanto un’ipotesi.
La nuova ricerca suggerisce inoltre che il fungo non agisca direttamente sul cervello della formica, ma piuttosto che rilasci delle sostanze che attaccano il cervello e il sistema nervoso dell’insetto.
Queste sostanze “probabilmente agiscono sui neuroni motori (responsabili del movimento), ma anche questa finora è solo un’impressione basata sul tipo di atrofia che abbiamo osservato”, continua Hughes.Gli studiosi ora sperano che la loro ricerca possa sortire delle applicazioni pratiche, come ad esempio un’arma biologica per combattere gli insetti. Molte specie di formiche carpentiere infatti possono causare danni strutturali agli edifici in legno, in cui scavano i loro nidi.
La nuova ricerca sulle formiche zombie è pubblicata sulla rivista BMC Ecology.

Il fungo Ophiocordyceps “erutta” dalla testa della formica infetta per diffondere le sue spore. Fotografia per gentile concessione David Hughes, Penn State University

· Le formiche trasformate in zombie dal fungo killer

· Come il fungo killer cresce sulla formica “zombie”

· La formica “zombie” muore a mezzogiorno

· Mosche “aliens” e formiche “zombie”

Secondo le ricerche dell’entomologo David Hughes, il terreno delle foreste pluviali è letteralmente cosparso dei corpi delle formiche trasformati in zombie da un fungo killer (vedi la fotogalleria). Ma se il fungo è così diffuso, si è chiesto Hughes, come mai non vengono infettate tutte le formiche? Come fanno le formiche più fortunate a sfuggire alla “zombificazione”?

Il merito, hanno scoperto Hughes e i suoi colleghi, è di un inconsapevole alleato delle formiche: un altro fungo che “castra” Ophiocordyceps, il fungo “zombificatore”.
Una formica comincia a trasformarsi in zombie quando viene colpita dalle spore lanciate da Ophiocordyceps, che gradualmente prende il controllo del suo cervello, costringendola a recarsi in un luogo fresco e umido per poi ucciderla. A questo punto dalla testa della formica fuoriescono escrescenze che diffondono nuove spore.
“Se vi recate nella foresta troverete interi cimiteri di cadaveri infetti di formiche”, dice Hughes, che guida un progetto di ricerca della Penn State University.Ció farebbe pensare che le foreste pluviali siano un luogo terribilmente pericoloso per le formiche, infestato di spore di questo fungo micidiale.
E invece non è così, hanno scoperto Hughes e i suoi ricercatori.Confrontando i dati raccolti nei cimiteri di formiche infette in Brasile con quelli di studi precedenti in Thailandia, l’équipe ha scoperto che un fungo, ancora senza nome, tiene in scacco il fungo delle formiche zombie.”La maggior parte [delle spore del fungo] è messa fuori gioco dall’altro fungo”, dice Hughes.”Il fungo ammazza-fungo ‘castra’ chimicamente il suo cugino letale”, spiega Hughes, “e anche in modo molto efficace”.
Le analisi del gruppo di ricerca dimostrano che solo il 6,5% degli esemplari del fungo zombificatore è in grado di produrre spore. Ciò significa che il fungo appena scoperto è in grado di limitare notevolmente la diffusione di Ophiocordyceps. Hughes paragona la situazione alla riproduzione delle querce: “La grande maggioranza delle ghiande muore, e solo poche riescono a maturare. Nella foresta avvengono molte di queste interazioni interessanti: penso che andrebbero studiate in maggior dettaglio”.
Lo studio sul “fungo anti-fungo” è stato pubblicato sulla rivista PLoS ONE.

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