Gljiva koja upravlja mravima

Zaraženi mrav napusti krošnje, spusti se gotovo do tla i u podne zagrize žilu na donjoj strani lista, uvijek oko 25 centimetara iznad zemlje. Tu ugine, a iz njegove glave izraste gljiva.

Ukratko

  • Gljive iz skupine *Ophiocordyceps unilateralis* napadaju mrave drvodjelje u tropskim šumama i mijenjaju im ponašanje: zaraženi mrav napusti gnijezdo i ugine čvrsto zagrizen za list.
  • Istraživanja u Tajlandu pokazala su da mravi ugibaju na sjevernoj strani mladih biljaka oko 25 centimetara iznad tla, gdje su temperatura i vlaga najbolje za rast gljive, a ugriz se događa oko podneva.
  • Gljiva ne ulazi u mozak, nego prorasta mišiće cijelog tijela i čini mrežu stanica. Kako točno navodi mrava na ugriz, još se ne zna.
  • Isti ožiljci od ugriza pronađeni su na fosilnom lišću starom 48 milijuna godina.

Mravi drvodjelje vrste Camponotus leonardi gnijezde se visoko u krošnjama prašume na jugu Tajlanda. Ipak su istraživači u botaničkom vrtu Khao Chong kraj grada Tranga nalazili njihova tijela nisko u podrastu, na listovima mladih stabalaca. Mrtvi mravi bili su zakvačeni čeljustima za glavnu žilu na donjoj strani lista. Iz stražnjeg dijela glave rasla im je tanka smeđa stapka. Na nekim su mjestima takvi mravi bili zbijeni na malom prostoru, pa su ih istraživači nazvali grobljima.

Stapka je plodno tijelo gljive iz skupine Ophiocordyceps unilateralis. S nje na tlo ispod lista padaju spore, kuda prolaze drugi mravi.

Zašto baš 25 centimetara

Sandra B. Andersen i suradnici izmjerili su 2009. položaj mrtvih mrava u Khao Chongu. Gotovo svi bili su na sjevernoj strani biljke, oko 25 centimetara iznad tla. Istraživači su mjerili temperaturu i vlagu i zaključili da su na toj visini uvjeti za rast gljive najbolji. Kad su zaražene mrave premjestili izvan tog pojasa, gljiva se razvijala lošije. Mrav, dakle, ne umire bilo gdje: ugine baš ondje gdje to najviše odgovara gljivi.

Biolozi takvu pojavu zovu proširenim fenotipom. Pojam je 1982. uveo britanski biolog Richard Dawkins: geni jednog organizma mogu se očitovati i u tijelu ili ponašanju drugoga.

Ugriz u podne

U rujnu 2007. David P. Hughes i suradnici pratili su zaražene mrave na istom mjestu. Mravi nisu hodali ciljano, nego nasumce, a povremeno su ih tresli grčevi zbog kojih su padali s biljaka, pa se više nisu mogli vratiti u krošnje. Prijelaz iz lutanja u ugriz bio je nagao, a svih šesnaest promatranih ugriza dogodilo se oko podneva, kad je Sunce bilo gotovo u zenitu. Zaraženi mravi nisu se kretali ni rano ujutro ni kasno poslijepodne.

Pod mikroskopom se vidjelo što se događa u glavi. Čeljusti su duboko probile žilu lista, mišići čeljusti bili su znatno razgrađeni, a između vlakana bilo je mnoštvo stanica gljive. Mrav više nije mogao otvoriti čeljusti, pa je i nakon smrti ostao visjeti na listu. Rad je objavljen 2011.

Gljiva koja ne dira mozak

Godinama se pretpostavljalo da gljiva upravlja mravom iz mozga. Maridel A. Fredericksen i suradnici 2017. su elektronskim mikroskopom snimili niz tankih presjeka zaraženih mrava i iz njih računalom složili trodimenzionalne slike. Pokazalo se da stanice gljive prožimaju mišiće cijelog tijela i međusobno se povezuju u mrežu. Mozak je ostao netaknut. Autori su predložili da gljiva upravlja mišićima izravno, kao kolektiv stanica.

Mozak ipak nije posve izvan igre. Rad koji su 2014. objavili Charissa de Bekker i suradnici pokazao je da gljiva u laboratoriju može ubiti različite vrste mrava, ali ugriz izaziva samo kod vrste koju napada u prirodi. Uzgojena uz mozgove različitih vrsta mrava, gljiva je izlučivala različite spojeve, a uz mozak svoje vrste domaćina posebnu skupinu tvari. Za dvije od njih zna se da sudjeluju u bolestima živčanog sustava.

Ožiljci stari 48 milijuna godina

Ugriz zaraženog mrava ostavlja na listu uz glavnu žilu prepoznatljiv ožiljak. Godine 2011. Hughes, Torsten Wappler i Conrad Labandeira objavili su da su takve ožiljke pronašli na fosilnom lišću iz jame Messel kraj Darmstadta u Njemačkoj, staro 48 milijuna godina. To je vjerojatno najstariji poznati dokaz da jedan organizam upravlja ponašanjem drugoga.

Prvi je takvog mrava, prema Hughesu i suradnicima, opisao britanski prirodoslovac Alfred Russel Wallace 1859. u bilješkama s otoka Sulawesija. Danas se zna da Ophiocordyceps unilateralis nije jedna vrsta, nego skupina mnogih, a svaka napada samo jednu ili nekoliko vrsta mrava. Godine 2011. opisane su četiri nove vrste iz atlantske prašume u Brazilu, a 2018. još petnaest vrsta srodnih gljiva iz Brazila, Kolumbije, SAD-a, Australije i Japana.

Gljiva je postala poznata i izvan znanosti: na njoj se temelji priča videoigre The Last of Us iz 2013. i istoimene televizijske serije iz 2023., u kojima slična gljiva prelazi na ljude. Stvarne gljive iz te skupine specijalizirane su za određene vrste mrava.

Kronologija

  1. prije 48 milijuna godina: U području današnjeg Messela u Njemačkoj mravi ostavljaju ožiljke od ugriza na lišću.
  2. 1859.: Alfred Russel Wallace na Sulawesiju bilježi mrave ubijene gljivom.
  3. 1982.: Richard Dawkins uvodi pojam proširenog fenotipa.
  4. rujan 2007.: Na Khao Chongu u Tajlandu prati se ponašanje zaraženih mrava.
  5. 2009.: Objavljeno je da mravi ugibaju oko 25 centimetara iznad tla, gdje gljiva najbolje raste.
  6. 2011.: Objavljeni su radovi o ugrizu u podne, o fosilnim ožiljcima iz Messela i o četiri nove vrste iz Brazila.
  7. 2014.: Istraživanje pokazuje da gljiva izlučuje različite spojeve uz mozgove različitih vrsta mrava.
  8. 2017.: Trodimenzionalne slike pokazuju da gljiva prožima mišiće, a mozak ostavlja netaknutim.
  9. 2018.: Opisano je petnaest novih vrsta gljiva koje napadaju mrave.

Ključne osobe

  • David P. Hughes: Istraživanje gljiva koje upravljaju mravima; prvo ime na radovima iz 2011. o ugrizu u podne i o fosilnim ožiljcima.
  • Sandra B. Andersen: Prvo ime na radu iz 2009. o mjestu na kojem ugibaju zaraženi mravi.
  • Maridel Fredericksen: Prvo ime na radu iz 2017. o mreži stanica gljive u mišićima mrava.
  • Charissa de Bekker: Prvo ime na radu iz 2014. o spojevima koje gljiva izlučuje uz mozak mrava.
  • Alfred Russel Wallace: Britanski prirodoslovac koji je 1859. zabilježio mrave ubijene gljivom.
  • Richard Dawkins: Britanski biolog koji je uveo pojam proširenog fenotipa.

Što se zna

  1. Zaraženi mravi *Camponotus leonardi* ugibaju zagrizeni za žilu na donjoj strani lista, oko 25 centimetara iznad tla, na sjevernoj strani biljke.
  2. Na toj su visini temperatura i vlaga najbolje za rast gljive, a premještanjem mrava razvoj gljive se pogoršava.
  3. Ugrizi se događaju oko podneva, a mišići čeljusti pritom su razgrađeni pa se čeljusti ne mogu otvoriti.
  4. Stanice gljive prožimaju mišiće cijelog tijela i povezuju se u mrežu, a mozak ostaje netaknut.
  5. Gljiva uz mozak svoje vrste domaćina izlučuje drukčije spojeve nego uz mozgove drugih vrsta mrava.
  6. Ožiljci od istog ugriza nađeni su na fosilnom lišću starom 48 milijuna godina.

Otvorena pitanja

  • Kojim tvarima gljiva navodi mrava da se spusti i zagrize list?
  • Kako gljiva zna da je podne i kako mrava dovodi baš na pravu visinu?
  • Upravlja li gljiva mišićima izravno ili djeluje i na mozak kemijskim putem?

Teorije

  • Gljiva upravlja mravom izravno preko mišića, kao mreža povezanih stanica
  • Gljiva izlučuje tvari koje mijenjaju rad mravljeg mozga i živčanog sustava
  • Kemijsko djelovanje na mozak i zaposjedanje mišića djeluju zajedno

Povezane priče

Za daljnje istraživanje

Izvori