Jamur zombie baru saja memperbudak otak semut kesayangannya

Jamur parasit yang diketahui memanipulasi otak semut tidak menjadikan “zombie” seperti budak dari inang lama mana pun.

Sebaliknya, mikroorganisme tersebut mampu mengenali otak berbagai spesies semut, dan melepaskannya koktail kimia mental hanya ketika ia berada di inang pilihannya, penelitian baru menunjukkan.

“Manipulasi perilaku adalah (sifat) yang sangat kompleks sehingga hanya terjadi ketika ada ko-evolusi yang sangat erat antara patogen dan inangnya,” kata Charissa de Bekker, ahli biologi molekuler di Pennsylvania State University dan penulis utama studi baru tersebut, yang diterbitkan dalam jurnal Nature. pada bulan Agustus di jurnal Biologi Evolusi BMC.

“Teorinya adalah setiap spesies semut memiliki spesies jamurnya sendiri yang menginfeksinya,” kata de Bekker kepada Live Science. (Pengendalian Pikiran: Lihat Gambar Semut Zombie)

Buat zombie

Jamur dari genus Ofiokordiseps yang disebut jamur semut zombie membutuhkan semut untuk menyelesaikan siklus hidupnya. Ketika semut menemukan spora jamur saat mencari makan, jamur tersebut menginfeksi serangga tersebut dan menyebar dengan cepat ke seluruh tubuhnya.

Sel jamur di kepala semut melepaskan bahan kimia yang membajak sistem saraf pusat serangga. Jamur memaksa semut memanjat tumbuh-tumbuhan dan menempel pada daun atau ranting sebelum membunuh drone malang tersebut. Ia kemudian menumbuhkan batang pelepas spora dari belakang kepala korban untuk menginfeksi lebih banyak semut di bawah.

De Bekker dan rekan-rekannya bertanya-tanya mengapa sebaliknya Ofiokordiseps Spesies tampaknya hanya menginfeksi semut tertentu. “Bisa jadi karena banyak alasan,” katanya. “Mungkin semut memiliki siklus hidup yang berbeda. Atau mungkin mereka tidak pernah menemukan spora.”

Untuk mengetahui apakah Ofiokordiseps dapat membuat banyak spesies semut menjadi zombie, para peneliti fokus pada spesies jamur yang dikenal sebagai Ophiocordyceps unilateralis dalam arti luas (sebutan sementara sampai diberi nama yang tepat). Ditemukan pada tahun 2009 oleh ilmuwan asal Carolina Selatan, Kim Fleming, jamur tersebut mengubah dua spesies semut tukang kayu menjadi semut zombie, Camponotus castaneus Dan Petani Amerika.

Tim juga menyuntikkan bahan jamur (dalam media cair) ke kedua spesies semut tersebut Petani Pennsylvania Dan Semut jahat, yang tidak dikenal sebagai inang jamur tersebut, meskipun mereka hidup di area yang sama dengan semut lainnya. Mereka juga melakukan percobaan kontrol, di mana semut dibiarkan atau disuntik dengan cairan bebas jamur.

Jamur memiliki ketiganya Camponotus spesies, yang melakukan trik pengendalian pikiran hanya pada dua inang yang diketahui ini, para peneliti menemukan. (F.dolosa tidak bertahan lama setelah perawatan injeksi apa pun.)

Mengekspos bahan kimia yang mengendalikan pikiran

Selanjutnya, de Bekker dan rekan-rekannya ingin melihat apakah jamur mengeluarkan serangkaian bahan kimia tertentu yang memungkinkannya mengendalikan perilaku manusia. C.castaneus Dan C.americanus tapi tidak dengan semut lainnya.

“Kami mengambil empat spesies semut yang kami gunakan untuk studi injeksi, membedah otaknya dan menjaga (otaknya) tetap hidup dengan memasukkannya ke dalam media kultur sel serangga,” kata de Bekker. “Kami menambahkan jamur ke media ini dan membiarkannya bereaksi terhadap lingkungan, lalu kami mengekstraksi media tersebut, yang memiliki semua molekul yang dihasilkan jamur.”

Media setiap semut mengandung ribuan bahan kimia unik, banyak di antaranya tidak diketahui. Dengan menggunakan data dari eksperimen kontrol, tim menghilangkan bahan kimia yang mungkin dihasilkan oleh otak atau jamur sebagai respons terhadap medium tersebut, sehingga menyisakan ratusan bahan kimia yang dikeluarkan oleh jamur sebagai respons terhadap otak semut.

Menariknya, jamur tersebut menghasilkan campuran kimia yang berbeda untuk setiap spesies semut, menunjukkan bahwa ia “mengetahui” otak inang targetnya dan bereaksi sesuai dengan itu, kata de Bekker. Jamur tidak hilang C.pennsylvanicus atau F.dolosasehingga tidak dapat menghasilkan koktail yang tepat untuk memanipulasinya.

Tim mampu mengidentifikasi dua senyawa, asam guanidinosamic (GBA) dan sphingosine, yang mungkin terlibat dalam zombifikasi dua inangnya, kedua senyawa ini juga tampaknya berperan dalam beberapa gangguan neurologis, catat para peneliti. Mereka juga telah menemukan banyak kandidat senyawa lain, namun belum dapat mengidentifikasinya.

“Mungkin akan ada campuran bahan kimia dalam jumlah yang tepat, yang bekerja sama untuk memanipulasi perilaku semut,” kata de Bekker.

Hak Cipta 2014 Ilmu Hidup, sebuah perusahaan TechMediaNetwork. Seluruh hak cipta. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.