Mrówka zombie: pasożytnicze grzyby i manipulacja zachowaniami
Przez całe życie grzyb rozwija się w odpowiedzi na warunki środowiskowe.
Aby być precyzyjnym, na stronie „Cztery pytania” tej witryny internetowej, ontogeneza jest opisana jako interakcja między genami organizmu a jego środowiskiem. W tym przypadku sytuacja jest jednak nieco bardziej jest skomplikowane, ponieważ obejmuje dwa organizmy (grzyb i jego żywiciela), które wpływają na swoje zachowanie i środowisko. Dlatego w tej sekcji znajdziesz szczegółowy opis postępującej interakcji między dwoma organizmami.
Mrówka zaczyna drgać po infekcji, powodując upadek blisko dna lasu i inicjowanie „śmiertelnego uścisku” na pobliski liść.
Zarażona mrówka odchodzi ze swojej kolonii, która znajduje się wysoko w koronach lasu. Podczas spaceru mrówka doświadcza nieregularnych drgawek całego ciała, które często powodują spadanie mrówki z wyższych poziomów w lesie deszczowym na niższe poziomy. W końcu zainfekowana mrówka ląduje na ziemi, po czym wspina się na małe drzewko lub roślinę. Dla porównania niezainfekowana mrówka rzadko opuszcza koronę lasu wysokiego, opadając tylko wtedy, gdy wymaga tego przerwa w okapie i prawie nigdy nie spada z roślinności. W południe zarażone mrówki wgryzają się w główną żyłę pobliskiego liścia, co sugeruje, że sygnał jest w jakiś sposób skorelowany ze słońcem, temperaturą lub wilgotnością. Jest również prawdopodobne, że gryzienie żyły jest stymulowane przez podniesioną część żyły w porównaniu z resztą liścia. Następnie mrówka umiera, a mięśnie zakażonej mrówki szybko zanikają, wywołując „śmiertelny uścisk” na liściu, który wbija żuchwy głęboko w tkankę roślinną (Hughes i in., 2011).
Przed śmiercią żywiciela Ophiocordyceps unilateralis manipuluje zachowaniem żywiciela w odpowiedzi na temperaturę i wilgotność otaczającego środowiska.
Gdy temperatura i wilgotność nie sprzyjają rozmnażaniu się, Ophiocordyceps unilateralis skieruje żywiciela do bardziej gościnnego środowiska, które znajduje się bliżej dna lasu. Gdy mrówka dotrze do odpowiedniego miejsca, grzyb manipuluje swoim żywicielem tak, aby mrówka nie drgawła już i nie zataczała się, zatrzymując tym samym dalsze opadanie. Aby upewnić się, że pozostanie w nowym środowisku, mrówka zakotwicza się, wgryzając się w pobliską żyłę liścia. W ten sposób O. unilateralis zmienia zachowanie swojego żywiciela, aby zapewnić, że proces zakończy się w miejscu sprzyjającym przetrwaniu i rozmnażaniu się grzyba.
Po śmierci żywiciela grzyb przechodzi do rozwijają się i rozmnażają w sprzyjającym środowisku.
Po śmierci mrówki z naskórka wyrastają nieliczne strzępki, podczas gdy inne strzępki mocują mrówkę do liścia. Stroma zaczyna wtedy wyrastać z głowy mrówki, a strzępki brązowieją (charakterystyczne dla Ophiocordyceps unilateralis). Jeden do dwóch tygodni po śmierci mrówki grzyb przechodzi do rozmnażania płciowego. Na zrębie rozwija się jednostronna płytka okołopęcherzykowa, która następnie uwalnia zarodniki płciowe. Na poniższym diagramie mrówek można zobaczyć zarówno zrąb, jak i jednostronną płytkę okołopiętrową. Zarodniki następnie opadają na dno lasu, rozproszone na niewielką odległość. Ponieważ mrówka żywiciel rzadko zapuszcza się na dno lasu, grzyb angażuje się w produkcję zarodników przez dłuższy czas, aby zapewnić zakażenie okazjonalnie przechodzącej mrówki C. leonardi (Andersen i in., 2009), zjawisko znane jako reprodukcja iteroparyczna (więcej szczegółów w części „Wartość adaptacyjna”).