1. oldal

A brazil őserdők hangyakolóniáit időről időre elhagyja egy-egy lóhangya, hogy a biztos halálba meneteljen. A rovart előzőleg egy különleges gomba, az Ophiocordyceps unilateralis fertőzte meg, átvéve az uralmat annak teste fölött. Miközben gyakorlatilag élve felemészti az állatot, zombivá változtatott áldozatát arra is rá képes venni, hogy a kolóniát elhagyva egy növényi hajtást keressen, majd elpusztulása előtt annak egyik levelébe mélyessze rágószervét.

A levél fonákján lógó hangya fejéből egy hét elteltével aztán egy szárszerű képződmény szökken ki, amelynek végén spóratartó tok fejlődik. Ez spórákkal árasztja el a levél alatti részeket, megfertőzve az arra járó hangyákat. A gomba elképesztő precizitással kontrollálja a gazdaszervezet viselkedését. A hangyák minden esetben nagyjából 25 centiméteres talaj fölötti magasságban állapodnak meg, és harapnak bele a levélbe. Ez a régió mind páratartalom, mind hőmérséklet szempontjából ideális a gomba fejlődése szempontjából.

Felmerülhet a kérdés, hogy vajon miért távozik egyáltalán a gombával megfertőzött hangya a kolóniából. A bolyból kiérve kellő magasságba kell emelkednie, hogy hatékonyabban terítse szét spóráit és újabb gazdatesteket találjon utódainak, ha azonban a kolónián belül maradna, sokkal több potenciális hordozó állna rendelkezésére.

Lehetséges persze, hogy a távozás nem a gombának, hanem a hangyának köszönhető. A kolónialakó rovarok közt több esetben is megfigyeltek már egyfajta társas immunműködést, vagyis olyan viselkedésmintákat, amelyek a bolyon belüli fertőzések szétterjedését hivatottak megakadályozni. A kolónia lakói rendszeresen tisztogatják egymást, és a halott egyedeket eltávolítják a boly területéről. A gombával fertőzött hangyákat általában messze elkerülik társaik, így elképzelhető, hogy a kolónia túlélése érdekében ezek az egyedek önként távoznak onnan.

Raquel Loreto és David Hughes, a Pennsylvaniai Állami Egyetem kutatói azonban nem tartják valószínűnek, hogy valamiféle önzetlen, önfeláldozó tettről lenne szó. A szakértők több különféle kísérletet is végeztek a témában, amelyek megerősítették ezen gyanújukat. Ezek egyike során kisebb hangyabolyokat gyűjtöttek be, és az Ophiocordyceps által frissen elpusztított tetemeket helyeztek el bennük. A befogott hangyák rövidesen detektálták a tetemeket, és ezek nagyjából felét el is távolították a fészekből. A maradék holttestek vizsgálata során kiderült azonban, hogy fölösleges volt vesződniük, a gomba ugyanis a kolónián belül nem képes kifejlődni. A gombával fertőzött tetemek még a teljesen üresen hagyott fészkekben sem kezdtek spórákat eregetni.

„A fertőzöttek számára a legjobb az lenne, ha otthon maradnának” – mondja Hughes, aki évek óta tanulmányozza a „zombifikáló” gomba működését. „Első pillantásra ugyan a fészek elhagyása önzetlen cselekedetnek tűnhet, valójában azonban mindez része a gomba manipulációjának.”

Annak kiderítése érdekében, hogy mi történik a bolyon kívül, Loreto 17 hangyakolóniát tanulmányozott közelebbről 20 hónapon keresztül a brazil őserdőben. Éjszakánként infravörös érzékelőkkel térképezte fel a dolgozók által bejárt útvonalakat. Külön figyelmet szentelt négy kolónia 200 négyzetméteres környezetének is, amelyet a fészek „bejáratának” nevezett, hiszen a bolyba igyekvő és onnan távozó hangyáknak mindenképp keresztül kell haladniuk ezen a részen. Loreto havonta egyszer megvizsgálta tehát a bolyok bejáratát is, vagyis egy 200 négyzetméteres területen minden egyes levél fonákját megnézte, a gomba áldozatai után kutatva.

„Azon kevés, de annál fontosabb kutatások egyikéről van szó, amely a terepen vizsgálja a hangyák és parazitáik interakcióit” – mondja Sylvia Cremer osztrák kutató. A társas immunrendszereket a legtöbben mesterséges környezetben, laborkörülmények közt vizsgálják, így a tudományterület kiemelten igényli, hogy időről időre reális, a való életből szerzett adatokhoz, információkhoz jusson, teszi hozzá a szakértő.

Loreto óriási munkával végül mind a 17 tanulmányozott boly körül talált gombával fertőzött tetemeket, a négy kiemelt kolónia havonkénti vizsgálatából pedig kiderült, hogy ezek környékén rendszeresen új holttestek jelennek meg. Az eredmények alapján tehát a kolóniák immunrendszere tehetetlennek bizonyult a gomba ellen: a vizsgált fészkek 100 százalékos fertőzöttséget mutattak az év minden hónapjában. A zombifikáló gomba tehát állandó és legyőzhetetlen fenyegetést jelent.

2. oldal

A kutatók egyre inkább úgy látják, hogy a gomba éppen a társas immunrendszer hatékony működése miatt olyan sikeres: ez biztosítja ugyanis, hogy a fertőzött egyedek elhagyják a fészket, és lehetőséget adjanak a gombának a szaporodásra. Míg a bolyok tagjai a kolónia belsejét rendszeresen megtisztítják, tágabb környezetükkel már nem ilyen óvatosak, holott más hangyafajok a bejáratra is figyelmet fordítanak. Az sem segít a dolgon, hogy a dolgozók folyamatosan ugyanazon ösvények mentén haladnak, így a gomba sikere gyakorlatilag garantált, ha a bevett útvonalak egyike fölé irányítja hordozóját.

Hughes szerint a hangyák látszólagos gondatlanságának egyszerű oka van: a fiatal állatok egyáltalán nem hagyják el a fészket, így a gomba csak az idősebb példányokat képes megfertőzni, és mire kifejlődik bennük, ezek amúgy is életük vége felé járnának. A dologgal tehát valahol mindkét fél jól jár: a társas immunrendszer biztosítja, hogy a gomba csak az idősebb, gyengébb példányokat veszélyeztesse, a gombának pedig kifogyhatatlan utánpótlása van alkalmas és engedelmes gazdatestekből.

Amikor egy növény fitoplazmával, vagyis parazita baktériummal fertőződik meg, virágai ellevelesednek (fillódia), azaz helyükön levélszerű képletek alakulnak ki. A gazdatest növekedése is megváltozik, a hajtások sűrűbben nőnek és rövidebbek maradnak, mint a növény egészséges részein, úgynevezett boszorkányseprűket képezve. Mindezen hatások eredményeként a növény sokszor teljesen sterillé válik, a rovarok ugyanakkor valamilyen okból nagyon is vonzónak találják, és előszeretettel helyezik el petéiket benne. A kikelő lárvák aztán a növényi szöveteket fogyasztva maguk is megfertőződnek, és felnőve továbbviszik a kórokozót a következő áldozatra.

„Ezek a növények látszólag életben vannak, de gyakorlatilag csak a parazita profitál létezésükből” – mondja Saskia Hogenhout, a kutatás vezetője. „Evolúciós szempontból a növény halottnak tekinthető, hiszen sosem fog szaporodni.” Hughes magyarázata szerint is gyakorlatilag zombivá vált növényekről beszélhetünk, amely megfogalmazás csak abban az esetben tűnhet furcsának, ha nem fogadjuk el, hogy a növények komplex viselkedésformákkal bírnak. A növényi viselkedés pedig nagyon is létezik, márpedig ha ezek a szervezetek viselkednek, miért ne létezhetnének olyan paraziták, amelyek ezek kontrollálására specializálódtak, hogy saját túlélésüket biztosítsák?

A legújabb vizsgálatok során a kutatók azt is kiderítették, hogy ugyanez a fehérje a felelős azért is, hogy a fitoplazmával fertőzött növény fokozottan vonzza a rovarokat, amelyek aztán továbbterjesztik a baktériumot más növényekre. A szakértők felfedezték, hogy a mezei kabócák sokkal több petét raknak le a fertőzött növényi szövetekbe, mint az egészségesekbe. A kísérletek alapján a SAP54 fokozott növénybeli jelenléte (és ezzel együtt túlműködése) önmagában is elég ahhoz, hogy a rovarok vonzó célpontnak találják a növényt. „A baktérium tehát egyetlen fehérje révén kontrollálja mind a növény, mind a rovarok viselkedését” – mondja Hughes.

Hogenhout elmondása szerint az ilyen jellegű paraziták sokat segíthetnek annak megértésében, hogy hogyan működi a növények immunrendszere, ahogy a hangyákat megtámadó gomba is hozzásegítette a kutatókat a boly immunrendszerének közelebbi tanulmányozásához. A növényi immunstratégiák felderítése pedig számos gyakorlati hasznot rejthet, hiszen a tudás birtokában többet termő, ellenállóbb haszonnövényeket lehet létrehozni.

A kutatócsoport a továbbiakban más, szintén növényeket zombifikáló patogének működését akarja tanulmányozni. A rozsdagombák egyik faja, a Puccinia monoica például szintén sterilizálja a növényt, ugyanakkor leveleinek egy részét sárgás színű, virágokra emlékeztető konstrukciókká alakítja. Az álvirágok gombaspórákkal vannak tele, így a beporzást végző, mit sem sejtő rovarok ezeket hordják szét, biztosítva a parazita továbbterjedését. Azt azonban egyelőre senki sem tudja, hogy pontosan hogyan programozzák át a levelek fejlődését. „Óriási dolog lenne, ha rá tudnánk jönni, hogy mi zajlik a háttérben” – mondja Hogenhout.