Parazita gombák és „zombi” hangyák: amibe még a harcedzett biológus is beleborzong

Az igazán jó sci-fik a valóságból is merítenek ötletet. Nem kivétel ez alól az HBO sorozata, a The Last of Us sem, amit az Ophiocordyceps rendbe tartozó gombák által „zombivá tett” hangyák esete ihletett. De mi történik egy ilyen hangyában, és hogyan veheti át felette a kontrollt a gomba? Mi az értelme ennek az egésznek evolúciós szemszögből; mi az a szint, ahol a biológus kezd el borzongani, és egyáltalán, létezhet-e olyan gomba, ami minket is zombivá tesz? Ezekről a kérdésekről beszélgetünk az Impakták legújabb adásában Markó Bálinttal, a kolozsvári Babeș-Bolyai Tudományegyetem rektorhelyettesével, hangyakutatóval és Kovács M. Gáborral, az ELTE Növényszervezettani Tanszékének vezetőjével, akinek a parazita gombák a szakterülete.

A rovarokon is élősködő gombák egyik első magyar nyelvű dokumentációját a Természettudományi Közlöny 1891-es októberi számában fedezhetjük fel, ahol Istvánffi Gyula, a Magyar Nemzeti Múzem növénytani osztályának akkori vezetője a következőképpen fogalmaz:

„Az igazi gombák közül különösen a Cordyceps nevű gomba érdemel figyelmet, amelynek némely faja csak rovarokon, ellenben mások csak növényeken élődnek. A rovarokon élődők közül legismertebb a Cordyceps militaris (L.) Link. Ennek a fajnak termő testei ősszel találhatók a hernyókon s bábokon; a bunkós, egész 6 cm magas, narancsszínű, sőt bíborszínű termőtestek nagy számban nőnek ki az elhalt hernyó testéből, […] ha egy ily spóradarab, vagy íz a rovar chitinbőrére jut, kicsírázik, s ágaival befúródik a rovar testébe. Erre a befúródott gombaszálakon hengeres sejtek, úgynevezett konidiumok képződnek, a melyek a vérbe jutnak s az élesztő sejtekére emlékeztető sarjadzással temérdekül elszaporodnak. […] Az állat, mikor a penész már ennyire elhatalmasodott belsejében, csakhamar elpusztul. Az említett módon sarjadzó sejtek szálakká nőnek s a rovar testét — a bélcsatorna kivételével — egészen fölemésztik s kitöltik. Ekkor azután a termő test képzésre kerül a sor. A gombaszálak átfúrják a rovar bőrét, kitörnek a felületre s azokat a bunkóforma terméstartóknak nevezett képződményeket alkotják.”

Istvánffi egyébként összességében ma is helytálló leírása annyiban pontosításra szorul, hogy ma már nem Cordyceps, hanem az Ophiocordycpes nemzettségbe soroljuk ezeket a gombákat – és az is világos, hogy nem csak ennek az egyetlen nemzettségnek a tagjai képesek parazitizmusra a rovarok (elsősorban, de nem kizárólag bogárlárvák és hangyák) esetében.

Ez a parazitizmus széles skálán mozog: van, amikor a gomba egyszerűen elpusztítja a gazdaszervezetet; van, amikor csak rajta tenyészik, de igazából nem bántja, és vannak az igazán különleges esetek, amikor a gomba valami olyan, merőben szokatlan viselkedésre készteti a gazdaszervezetét, ami elengedhetetlen saját terjedéséhez. Ilyen a „zombi hangyák” esete is, amikor a hangyák egy fűszál tetejére másznak fel, abba beleharapva elpusztulnak, majd kinő belőlük a parazita termőteste, és onnan szórja a spóráit a földön mozgó hangyákra.

Hogy miért pont hangyáknál látjuk ezt a furcsa jelenséget, és egyáltalán, hogyan éri el mindezt a parazita gomba, egyelőre aktív kutatás tárgya. Biztos válaszok hiányában még csak valószínűsíteni tudunk dolgokat: a hangyakolónia a benne lévő, genetikailag nagyon hasonló egyedek miatt elvileg „álomterep” minden parazita számára, ugyanakkor a hangyák egyes viselkedései (pl. beteg és halott egyedek eltávolítása a bolyból) megnehezíti, hogy ezek a parazita organizmusok a bolyon belül terjedjenek. Így az ilyen gombák különleges anyagcseretermékeik (pl. alkaloidok) révén valószínűleg felerősítenek egy-egy genetikailag is kódolt viselkedésmintát az áldozatukban (pl. fűre mászás), és majd csak célba érve pusztítják el azt. (Itt érdemes megjegyezni, hogy a gombák fantasztikus „vegyészek”: a vegyületek egészen különleges tárházát tudják létrehozni, és nem véletlen, hogy az HBO sikersorozata előtt a Cordyceps-ek leginkább távol-keleti gyógyító gombaként éltek a köztudatban). A fűszál tetején aztán az egykori hangya kitinpáncélja a gomba védőburkává válik, egészen a termőtestek kialakulásáig – vagyis már nem is olyan könnyű megmondani, hogy hol ér véget a gomba, és a hangyatetem esetleg a gomba „kiterjesztett fenotípusa”-e.

Az egész jelenséget érdemes evolúciós szempontból szemlélni, főleg mert váratlan, gyakran kontraintuitív magyarázatokkal is találkozhatunk. Ami kívülről egyszerű parazitizmusnak látszik, az néha lehet, hogy valamilyen szinten még a hangyakolóniának is hasznos. Különösen igaz ez az enyhébb fertőzéseket okozó parazita gombák estén, mint a Markó Bálinték által is tanulmányozott Rickia wasmannii faj, aminek hatására a hangyák kevésbé tudják megkülönböztetni a más bolyhoz tartozó egyedeket. Így növekedhet a kolónia genetikai diverzitása, ami akár ahhoz is vezethet, hogy a közösség reziliensebb lesz, vagyis nagyobb eséllyel vészel át kríziseket. De persze az sem elhanyagolható, hogy egy enyhébb, krónikus fertőzés hatására megemelkedik az immunrendszer alapkészültsége, így lehet, hogy egy másik, súlyosabb parazita támadását már sikeresen ki tudja védeni.

És hogy ebből számunkra mi a tanulság, lehetünk-e egy hasonló gombatámadás áldozatai? Az egyszerű válasz az, hogy nem. A bonyolultabb válasz azonban az, hogy nincs okunk legyinteni a gombafertőzésekre – ha érdekel, hogy miért nem, akkor hallgassátok meg a beszélgetést!

További szakirodalom:

• Hughes DP, Libersat F. (2019) Parasite manipulation of host behavior. Curr Biol 29(2):R45-R47. doi: 10.1016/j.cub.2018.12.001.
  
• Araújo JPM, Hughes DP. (2019) Zombie-Ant Fungi Emerged from Non-manipulating, Beetle-Infecting Ancestors. Curr Biol 29(21):3735-3738.e2. doi: 10.1016/j.cub.2019.09.004.
  
• de Bekker C. (2019) Ophiocordyceps-ant interactions as an integrative model to understand the molecular basis of parasitic behavioral manipulation. Curr Opin Insect Sci 33:19-24. doi: 10.1016/j.cois.2019.01.005.
  
• de Bekker C, Ohm RA, Evans HC, Brachmann A, Hughes DP. (2017) Ant-infecting Ophiocordyceps genomes reveal a high diversity of potential behavioral manipulation genes and a possible major role for enterotoxins. Sci Rep 7(1):12508. doi: 10.1038/s41598-017-12863-w.
  
• Csata E, Bernadou A, Rákosy-Tican E, Heinze J, Markó B. (2017) The effects of fungal infection and physiological condition on the locomotory behaviour of the ant Myrmica scabrinodis. J Insect Physiol. 98:167-172. doi: 10.1016/j.jinsphys.2017.01.004.
  
• Báthori F, Rádai Z, Tartally A (2017) The effect of Rickia wasmannii(Ascomycota, Laboulbeniales) on the aggression and boldness of Myrmica scabrinodis (Hymenoptera, Formicidae). Journal of Hymenoptera Research 58: 41-52. doi: 10.3897/jhr.58.13253.
  
• Csata, E., Casacci, L.P., Ruther, J. et al. (2023) Non-lethal fungal infection could reduce aggression towards strangers in ants. Commun Biol 6, 183 (2023). doi: 10.1038/s42003-023-04541-7.
  
• Qu SL, Li SS, Li D, Zhao PJ. (2022) Metabolites and Their Bioactivities from the Genus Cordyceps. Microorganisms 10(8):1489. doi: 10.3390/microorganisms10081489.
  

(A fedőkép a Wikipediáról származik, a podcast zenéjéért köszönet jár Tövisházi Ambrusnak.)