Zombie-muurahainen: loissienet ja käyttäytymisen manipulointi
Sieni kehittyy koko eliniän ajan vastauksena ympäristöolosuhteisiin.
Tarkemmin sanottuna tämän verkkosivuston ”Neljä kysymystä” -sivulla ontogeniaa kuvataan organismin geenien ja sen ympäristön välisenä vuorovaikutuksena. Tällöin tilanne on kuitenkin hieman enemmän monimutkainen, koska siihen liittyy kaksi organismia (sieni ja sen isäntä), jotka vaikuttavat toistensa käyttäytymiseen ja ympäristöön. Siksi tässä osassa annetaan yksityiskohtainen kuvaus näiden kahden organismin välisestä progressiivisesta vuorovaikutuksesta.
Muurahainen alkaa kouristua tartunnan jälkeen, jolloin se putoaa lähelle metsänpohjaa ja aloittaa ”kuoleman tartunnan” lähellä oleva lehti.
Kun muurahainen on saanut tartunnan, se kävelee pois siirtokunnasta, joka sijaitsee korkealla metsäkatoksessa. Kävellessään muurahainen kokee epäsäännöllisiä koko kehon kouristuksia, mikä usein saa muurahaisen putoamaan sademetsän korkeammilta tasoilta alemmalle tasolle. Lopulta tartunnan saanut muurahainen laskeutuu maahan, minkä jälkeen se kiipeää pienen taimen tai kasvin. Vertailun vuoksi infektoimaton muurahainen jättää harvoin korkean metsäkatoksen, laskeutuu vain, kun katoksen katkaisu sitä edellyttää ja ei koskaan putoa kasvillisuudesta. Keskipäivällä tartunnan saaneet muurahaiset purevat läheisen lehden päälasiin, mikä viittaa siihen, että vihje korreloi jotenkin aurinkoon, lämpötilaan tai kosteuteen. On myös todennäköistä, että laskimon puremiskäyttäytymistä stimuloi laskimoon kohotettu osa verrattuna muuhun lehteen. Myöhemmin muurahainen kuolee, ja tartunnan saaneen muurahaisen lihakset surkastuvat nopeasti aiheuttaen lehdelle ”kuoleman tartunnan”, joka upottaa alaleuat syvälle kasvikudokseen (Hughes ym., 2011).
Ennen isännän kuolemaa Ophiocordyceps unilateralis manipuloi isäntänsä käyttäytymistä vastauksena ympäröivän ympäristön lämpötilaan ja kosteuteen.
Kun lämpötila ja kosteus eivät suosi leviämistä, Ophiocordyceps unilateralis ohjaa isäntänsä vieraanvaraisempaan ympäristöön, joka on lähempänä metsän lattiaa. Sen jälkeen kun muurahainen on saavuttanut sopivan paikan, sieni manipuloi isäntänsä niin, että muurahainen ei enää kouristu ja heilahtele, pysäyttäen siten lisälaskun. Varmistaakseen, että se pysyy uudessa ympäristössä, muurahainen ankkuroi itsensä puremalla läheiseen lehtisuuntaan. Siten O. unilateralis muuttaa isäntänsä käyttäytymistä sen varmistamiseksi, että prosessi etenee paikassa, joka on suotuisa sienien selviytymiselle ja etenemiselle.
Isäntänsä kuoleman jälkeen sieni etenee kehittyä ja lisääntyä suotuisassa ympäristössä.
Muurahaisen kuoleman jälkeen kynsistä kasvaa harvoja hifoja, kun taas muut hifat kiinnittävät muurahaisen lehteen. Stroma alkaa sitten kasvaa muurahaisen päästä ja hifit muuttuvat ruskeaksi (Ophiocordyceps unilateralisille tyypillisiä). Sieni siirtyy muurahaisen kuoleman jälkeen 1-2 viikkoa sukupuoliseen lisääntymiseen. Stromaan kehittyy yksipuolinen perithekiaalinen levy, joka vapauttaa sitten seksuaaliset itiöt. Sekä strooma että yksipuolinen peritecialevy voidaan nähdä alla olevasta muurahaiskaaviosta. Itiöt putoavat sitten metsälattialle hajaantuneena lyhyelle etäisyydelle. Koska isäntämuurahainen harvoin pääsee metsän lattialle, sieni harjoittaa itiötuotantoa pidemmän ajanjakson ajan varmistaakseen, että se tartuttaa satunnaisesti ohittavan C. leonardin muurahaisen (Andersen et al., 2009), ilmiö tunnetaan nimellä iteroparaalinen lisääntyminen (lisätietoja on kohdassa ”Adaptive Value”).