Hur Zombie-svampen tar över myrarnas kroppar för att kontrollera sina sinnen

För att hitta världens mest olycksbådande exempel på tankekontroll, se inte ut till science fiction. Gå istället till ett tropiskt land som Brasilien och ge dig djupt in i djungeln. Hitta ett blad som hänger nästan exakt 25 centimeter över skogsbotten, varken mer eller mindre. Titta nu under den. Om du har tur kan du hitta en myra som klamrar sig fast i bladets centrala ven, käftarna fastspända för kära liv. Men denna myras liv är redan över. Och dess kropp tillhör Ophiocordyceps unilateralis, zombie-myrsvampen.

När svampen infekterar en snickermyr, växer den genom insektens kropp, dränera den från näringsämnen och kapa sitt sinne. Under en vecka tvingar den myran att lämna boet och stiga upp i en närliggande växtstam. Den stoppar myran i en höjd av 25 centimeter – en zon med exakt rätt temperatur och fuktighet för svampen att växa. Det tvingar myran att permanent låsa underkäken runt ett blad. Så småningom skickar den en lång stjälk genom myrans huvud och växer till en glödlampa kapsel full av sporer. Och eftersom myra vanligtvis klättrar upp ett blad som överhänger dess kolonis födospår, regnar svampsporerna ner på sina systrar nedanför och gör dem i tur och ordning.

Svampens skicklighet att kolonisera myror överträffas bara av sin skicklighet att kolonisera populärkulturen. Det är organismen bakom monsterna i videospelet ”The Last of Us” och zombierna i boken The Girl With All the Gifts. Det är också en besatthet av en David Hughes, en entomolog vid Pennsylvania State University, som har studerat det i flera år. Han vill veta exakt hur den här marionettmästaren kontrollerar sina marionetter – och hans senaste experiment tyder på att den är ännu mer gullig än den först verkar.

Hughes student Maridel Fredericksen använde ett speciellt mikroskop för att julienne infekterade myror i skivor som bara var 50 nanometer tjocka – en tusendel av bredden på ett mänskligt hår. Hon skannade varje skiva, sammanställde bilderna till en tredimensionell modell och noggrant antecknade vilka bitar som var myra och vilka bitar som var svampar. Det tog tre månader att bara markera en muskel. För att påskynda saker slog Hughes upp sig med datavetenskapsmannen Danny Chen, som utbildade en artificiell intelligens för att skilja myra från svamp.

När svampen först träder in i sin värd, existerar den som enstaka celler som flyter runt myrans blodomlopp och spirar ut nya kopior av sig själva. Men någon gång, som Fredericksens bilder visar, börjar dessa enskilda celler arbeta tillsammans. De ansluter till varandra genom att bygga korta rör, av ett slag som bara någonsin har sett tidigare i svampar som smittar växter. Ansluten på detta sätt kan de kommunicera och utbyta näringsämnen.

De kan också börja invadera myrans muskler, antingen genom att tränga in i muskelcellerna själva eller växer in i utrymmena mellan dem. Resultatet är vad du kan se i den här videon: en röd muskelfiber, omgiven och tömd av ett nätverk av sammankopplade gula svampceller. Detta är något unikt för Ophiocordyceps. Hughes team fann att en annan parasitisk svamp, som dödligt infekterar myror men inte manipulerar deras sinnen, också sprider sig i muskler men inte bildar rör mellan enskilda celler och inte tränger sig in i stora nätverk.

Fler berättelser

Varje gång Hughes eller någon annan diskuterar zombiesyrsvampen, pratar de alltid om det som en enda enhet, som korrumperar och undergräver en värd. Men du kan också tänka på svampen som en koloni, ungefär som myrorna den riktar sig mot. Enskilda mikroskopiska celler börjar livet ensamma men kommer så småningom att samarbeta och smälter in i en superorganism. Tillsammans kan dessa hjärnlösa celler kommandera hjärnan hos en mycket större varelse.

Men överraskande kan de göra det utan att någonsin fysiskt röra själva hjärnan. Hughes team fann att svampceller infiltrerar myrans hela kropp, inklusive dess huvud, men de lämnar hjärnan orörd. Det finns andra parasiter som manipulerar sina värdar utan att förstöra hjärnan, säger Kelly Weinersmith från Rice University. Till exempel bildar en plattmask ett mattliknande skikt över hjärnan i killifishen i Kalifornien och lämnar hjärnan intakt medan den tvingar fisken att bete sig oregelbundet och uppmärksamma fåglar – plattmaskens nästa värd. ”Men manipulering av myror med Ophiocordyceps är så utsökt exakt att det kanske är förvånande att svampen inte invaderar hjärnan hos sin värd”, säger Weinersmith.

I efterhand är det vettigt. ”Om sådana parasiter bara invaderade och förstörde neuronal vävnad, tror jag inte att de manipulerade beteenden som vi observerar skulle vara lika övertygande som de är”, säger Charissa de Bekker från University of Central Florida.”Något mycket mer invecklat måste pågå.” Hon konstaterar att svampen utsöndrar ett brett spektrum av kemikalier som kan påverka hjärnan på långt håll.

Så vad vi har här är en fientlig övertagande av ett unikt ondsint slag. kropp som en walkie-talkie för att kommunicera med varandra och påverka hjärnan på avstånd. När en infektion är på gång, säger han, börjar nervcellerna i myrans kropp – de som ger hjärnkontrollen över musklerna – att dö. Hughes misstänker att svampen tar över. Det skär effektivt myrans ben från hjärnan och sätter in sig på plats och släpper ut kemikalier som tvingar musklerna där att dra ihop sig. Om detta är rätt, avslutar myran sitt liv som en fånge i sin egen kropp. Hjärnan är fortfarande i förarsätet, men svampen har ratten.