Las hormigas carpinteras de la selva tropical brasileña no la tienen tan fácil, pues son propensas a infectarse con un hongo que las convierte en hormigas zombis.
No es broma y tampoco es una idea para una película; este hongo existe y cuando infecta a las hormigas, los pequeños insectos no pueden controlar sus acciones.
Manipulada por el parásito, una hormiga infectada abandonará los acogedores confines de su hogar y se dirigirá al suelo del bosque, un área más adecuada para el crecimiento de hongos. Después de estacionarse en la parte inferior de una hoja, la hormiga zombificada se ancla en su lugar mordiéndose el follaje. Esto marca el acto final de la víctima. A partir de aquí, el hongo continúa creciendo y pudriéndose dentro del cuerpo de la hormiga, eventualmente atravesando la cabeza de la hormiga y liberando sus esporas de hongos. Todo este proceso, de principio a fin, puede llevar más de diez agonizantes días.
Los científicos han sabido de la existencia de las hormigas zombis durante bastante tiempo; sin embargo, aun no comprenden del todo el hongo que las infecta.
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Este hongo a menudo se conoce como un parásito cerebral, pero una nueva investigación publicada esta semana en Actas de la Academia Nacional de Ciencias muestra que los cerebros de estas hormigas zombis quedan intactos por el parásito, y que el hongo es capaz de controlar las acciones de su anfitrión infiltrando y rodeando las fibras musculares a través del cuerpo de la hormiga. En efecto, está convirtiendo una hormiga infectada en una versión externalizada de sí misma. Las hormigas zombi se convierten en parte insecto, en parte hongo.
Para hacer este descubrimiento, el científico que descubrió primero el hongo de la hormiga zombi, David Hughes de Penn State, lanzó un esfuerzo multidisciplinario que involucró a un equipo internacional de entomólogos, genetistas, científicos informáticos y microbiólogos. El objetivo del estudio era observar las interacciones celulares entre el hongo y la hormiga durante una etapa crítica del ciclo de vida del parásito, esa fase cuando la hormiga se ancla en el fondo de la hoja con sus poderosas mandíbulas.
"Se sabe que el hongo secreta metabolitos específicos de los tejidos y causa cambios en la expresión génica del hospedador y atrofia en los músculos mandibulares de su hormiga huésped", dijo el autor principal Maridel Fredericksen, candidato doctoral en el Instituto Zoológico de la Universidad de Basilea, Suiza, en una oracion. "El comportamiento del huésped alterado es un fenotipo extendido de los genes del parásito microbiano que se expresa a través del cuerpo de su huésped. Pero no se sabe cómo el hongo coordina estos efectos para manipular el comportamiento del huésped ".
Al referirse al "fenotipo extendido" del parásito, Fredericksen se refiere a la forma en que O. unilateralis, el hongo, puede secuestrar una entidad externa, en este caso la hormiga carpintera, y convertirla en una extensión literal de su yo físico".
Para el estudio, los investigadores infectaron hormigas carpinteras con O. unilateralis o un patógeno fúngico menos amenazante y no zombificante conocido como Beauveria bassiana, que sirvió como control. Al comparar los dos hongos diferentes, los investigadores pudieron discernir los efectos fisiológicos específicos de O. unilateralis en las hormigas.
Usando microscopios electrónicos, los investigadores crearon visualizaciones 3D para determinar la ubicación, abundancia y actividad de los hongos dentro de los cuerpos de las hormigas. Se tomaron rebanadas de tejido a una resolución de 50 nanómetros, que se capturaron utilizando una máquina que podía repetir el proceso de rebanado e imágenes a una velocidad de 2,000 veces durante un período de 24 horas. Para analizar esta espantosa cantidad de datos, los investigadores recurrieron a la inteligencia artificial, mediante la cual se enseñó un algoritmo de aprendizaje automático para diferenciar entre células fúngicas y hormonales. Esto permitió a los investigadores determinar cuánto del insecto todavía era hormiga, y cuánto de él se convirtió en el hongo externalizado.
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Los resultados fueron realmente preocupantes. Las células de O. unilateralis proliferaron en todo el cuerpo de la hormiga, desde la cabeza y el tórax hasta el abdomen y las piernas. Además, estas células fúngicas estaban todas interconectadas, creando una especie de red biológica colectiva similar a Borg que controlaba el comportamiento de las hormigas.
"Encontramos que un alto porcentaje de las células en un huésped eran células fúngicas", dijo Hughes en un comunicado. "En esencia, estos animales manipulados eran un hongo en la ropa de las hormigas".
Pero lo más sorprendente de todo es que el hongo no se había infiltrado en el cerebro de las hormigas carpinteras.
"Normalmente en los animales, el comportamiento es controlado por el cerebro que envía señales a los músculos, pero nuestros resultados sugieren que el parásito controla el comportamiento del huésped periféricamente", explicó Hughes. "Casi como un titiritero tira de las cuerdas para hacer un movimiento de marioneta, el hongo controla los músculos de la hormiga para manipular las piernas y las mandíbulas del huésped".
En cuanto a cómo el hongo es capaz de navegar la hormiga hacia la hoja, sin embargo, aún se desconoce en gran parte. Y, de hecho, que el hongo deja el cerebro solo puede proporcionar una pista. El trabajo previo mostró que el hongo puede estar alterando químicamente los cerebros de las hormigas, lo que lleva al equipo de Hughes a especular que el hongo necesita que la hormiga sobreviva el tiempo suficiente para realizar su comportamiento final de mordedura de hojas. También es posible, sin embargo, que el hongo necesite aprovechar parte de la potencia cerebral existente (y capacidades sensoriales) para "dirigir" la hormiga alrededor del suelo del bosque. Se requerirán investigaciones futuras para convertir estas teorías en algo más sustancial.
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