Schimmel stuurt mieren de boom in om zijn sporen te verspreiden

Hoe een schimmel mieren verandert in zombies

Onderzoekers hebben het moleculaire mechanisme opgehelderd van de schimmel die mieren verandert in levende zombies. De schimmel blijkt specifiek de neurobiologie, geurwaarneming en de biologische klok van de mieren aan te tasten. Dat publiceert de Utrechtse microbioloog Robin Ohm samen met Amerikaanse en Duitse collega’s in juni in G3.

De schimmel groeit uit een geïnfecteerde mier, die zichzelf heeft vastgeklampt aan een tak
De schimmel groeit uit een geïnfecteerde mier, die zichzelf heeft vastgeklampt aan een tak (afbeelding: Roel Fleuren)

De schimmel Ophiocordyceps camponoti-floridani kan mieren infecteren en hun gedrag manipuleren op een manier die gunstig is voor de schimmel. Deze geïnfecteerde mieren worden ook wel zombiemieren genoemd. De mieren klimmen onder invloed van de schimmel naar een hoog punt, bijten zichzelf daar vast, en sterven.

De schimmel verteert de mier vervolgens, en vormt een vruchtlichaam waarmee de schimmel zijn sporen verspreidt. De moleculaire mechanismen achter deze gedragsmodificatie zijn nog grotendeels onbekend – net als bij vergelijkbare parasitaire interacties waarbij het gedrag van een gastheer gemanipuleerd wordt.

We kunnen deze interactie tussen de schimmel en de mier in het lab natuurgetrouw recreëren.

“We kunnen deze interactie tussen de schimmel en de mier in het lab natuurgetrouw recreëren. We hebben het genoom van de schimmel gesequenst en daarin alle genen bepaald. Dit geeft ons een belangrijk gereedschap in handen waarmee we dit systeem in detail kunnen onderzoeken”, vertelt schimmelonderzoeker Robin Ohm. “Vervolgens hebben we tijdens de gedragsmodificatie gekeken naar de expressie van alle genen in de schimmel en in de mier. Op die manier krijg je een goed beeld van de genen van zowel de schimmel als de mier die mogelijk betrokken zijn bij de gedragsmodificatie.”

De schimmel produceert toxines – zoals enterotoxines, aflatrem en andere toxische verbindingen –  en allerlei verbindingen die geassocieerd zijn met het verstoren van het foerageergedrag van de mieren. “In de mieren zien we dat genen die betrokken zijn bij neurobiologie, geurwaarneming en de biologische klok worden aangetast tijdens de interactie met de schimmel”, vertelt Ohm. “Deze genen kunnen voor een groot deel verklaren hoe de schimmel het gedrag van de mier aanpast. We hebben nu dus een beter beeld van de mechanismen achter gedragsmodificatie in mieren door schimmels.”

Publicatie

Genetic Underpinnings of Host Manipulation by Ophiocordyceps as Revealed by Comparative Transcriptomics. G3: Genes, Genomes, Genetics, juni 2020. Ian Will, Biplabendu Das, Thienthanh Trinh, Andreas Brachmann, Robin A. Ohm* en Charissa de Bekker. doi.org/10.1534/g3.120.401290

*verbonden aan de Universiteit Utrecht