Zombi Karınca Mantarı: Ophiocordyceps Karıncayı Nasıl Yönlendirir?

Ölmeden önce çenesini bir yaprak damarına geçiren bir marangoz karınca, oraya kendi ayaklarıyla yürümüştür; ama yürüyüşün nerede biteceğine içindeki mantar yön vermiştir. Bu tablonun arkasında Ophiocordyceps unilateralis sensu lato, yani geniş anlamda bu adla anılan bir tür grubu var; İngilizce literatürdeki lakabı "zombi karınca mantarı".

Ölüm ısırığı: son sahnenin coğrafyası

Enfekte karınca yuvasını terk eder ve bitki örtüsüne ısırarak tutunur; mantar onu ancak bundan sonra öldürür ve ölü bedenden büyüyerek aşağıdan geçen karıncaların üzerine spor fırlatır (Araújo ve ark., 2019). Aynı çalışmaya göre bu dış platformun bir gerekçesi var: karınca kolonisinin içinde güçlü bir sosyal bağışıklık işler ve yuva içinde bulaşmayı engeller (Araújo ve ark., 2019).

Isırığın yeri de gelişigüzel değil. Ağaçlarda yaşayan Camponotus leonardi karıncaları üzerinde yapılan saha çalışmasında ölü karıncalar yaprakların alt yüzünde, fidanların kuzey tarafında ve topraktan yaklaşık 25 cm yukarıda bulundu; bu bant mantarın gelişmesi için sıcaklık ve nemin uygun olduğu yerdi (Andersen ve ark., 2009). Araştırmacılar karınca cesetlerini bu bandın dışına taşıdığında mantarın üreme başarısı düştü (Andersen ve ark., 2009).

Böceklerin ölmeden önce yükseğe tırmanmasına İngilizcede "summit disease", yani zirve hastalığı denir; bu türde ise zirve çoğu zaman bir ağacın tepesi değil, orman tabanına yakın bir yaprağın altıdır (Andersen ve ark., 2009). Ilıman ormanlarda davranış değişiyor: mantarın olgunlaşması yaprakların dalda kaldığı süreden uzun sürdüğü için karıncalar yaprak yerine ince dallara tutunuyor ve dala tutunan ölü karıncaların yüzde 90'ında bacaklar dala sarılı bulundu (Loreto ve ark., 2018).

Mantar beyinde değil, kasların etrafında

"Beyni ele geçiren mantar" anlatımı yaygın, ama mikroskop başka bir şey gösteriyor. Seri elektron mikroskobu görüntüleri ve derin öğrenmeyle yapılan üç boyutlu analizde mantar hücreleri karıncanın bedeninin her yerinde bulundu, beyinde ise bulunmadı (Fredericksen ve ark., 2017). Aynı çalışmada mantar hücrelerinin kas liflerine girdiği ve birbirine bağlanarak kasları saran ağlar oluşturduğu gösterildi (Fredericksen ve ark., 2017).

Ölüm ısırığındaki çene kaslarına bakan başka bir çalışma, yaygın kas hasarına rağmen kaslarda aşırı kasılma izleri raporladı; motor nöronlar ve sinir-kas kavşakları ise korunmuştu (Mangold ve ark., 2019). Yazarlar mantar yapılarının kaslara hassas biçimde girmesini ve hücre dışı kesecik benzeri parçacıkları, kilitlenmeye katkısı olabilecek adaylar olarak tartışıyor (Mangold ve ark., 2019).

Bu, beynin hikâyede hiç yer almadığı anlamına gelmiyor. Laboratuvarda mantar test edilen bütün karınca türlerini öldürebildi, fakat yalnız doğada enfekte ettiği türün davranışını değiştirdi; farklı karınca türlerinin beyin dokusu yanında büyütüldüğünde de farklı metabolit karışımları salgıladı (de Bekker ve ark., 2014).

Tartışma sürüyor. Bir bilgisayar modeli, karıncanın normal davranış aralığında kalan küçük değişikliklerin, örneğin daha sık yön değiştirmenin, onu yuvadan bir yaprağın altına götürmeye yetebileceğini gösterdi; yazarlar bunu çok ayrıntılı bir yönlendirme varsayımına itiraz olarak sunuyor (Imirzian ve ark., 2021).

48 milyon yıllık ısırık izleri

Fosil yapraklar böceklerin beslenme izlerini, urlarını ve galerilerini saklar; davranış manipülasyonunun izi ise uzun süre bulunamamıştı. Almanya'daki Messel yatağından 48 milyon yıllık yapraklarda ölüm ısırığının tipik kalıbı tanımlandı ve bu, fosil kayıtlarında davranış manipülasyonunun muhtemelen ilk örneği olarak yayımlandı (Hughes ve ark., 2011).

Davranışın kökenine dair filogenetik bir cevap da var: zombi karınca mantarlarının, toprakta ya da çürüyen odunda yaşayan böcek larvalarını enfekte eden bir atadan türediği ve karıncaya geçişin ardından geniş bir tür çeşitlenmesi yaşandığı bildirildi (Araújo ve ark., 2019).

Tek tür değil, bir tür kompleksi

"Ophiocordyceps unilateralis" adı uzun süre tek bir tür için kullanıldı. Brezilya'nın Minas Gerais eyaletinde dört farklı marangoz karınca türünün her birinin ayrı bir Ophiocordyceps türü tarafından enfekte edildiği gösterildi ve dört yeni tür, konak karıncanın adıyla tanımlandı (Evans ve ark., 2011). Bilim yazınında adın sonuna "s.l." eklenmesinin sebebi bu.

"Bir karınca, bir mantar" kuralı da artık tartışmalı: Tayland'da yapılan popülasyon genomiği çalışması konağa özgü türleri desteklerken aynı konağı paylaşan gizli genetik kümeler de buldu (Kobmoo ve ark., 2019).

Mutfaktaki cordyceps ile aynı mantar mı?

Hayır. Eskiden "Cordyceps" adı altında toplanan 400'ü aşkın tür, çok genli bir filogeniyle yeniden sınıflandırıldı: Cordyceps militaris esas alınarak Cordycipitaceae familyası geçerli kılındı, Ophiocordyceps için ise ayrı bir familya, Ophiocordycipitaceae önerildi (Sung ve ark., 2007). Aynı çalışmaya göre ilk gruptaki türlerin çoğu parlak renkli, etli stromalar taşırken ikinci gruptakiler çoğunlukla koyu renkli ve sert stromalar üretir (Sung ve ark., 2007).

Yani zombi karınca mantarı ile kültürde yetiştirilen turuncu C. militaris aynı familyada bile değil. Sitedeki cordyceps yazıları bu ikinci türle ilgili: türün kendisi için Cordyceps militaris tür ansiklopedisi, genel çerçeve için cordyceps mantarının ne olduğu, öne çıkan bileşiği için kordisepin yazısı. Karıncadan yükselen sap bir üreme yapısıdır; mantarın görünen kısmıyla gövde içindeki hücre ağı arasındaki ayrımı miselyum ve meyve gövdesi farkı yazısı açıyor.

Ormanda böcek üzerinde ya da toprakta görülen hiçbir mantar bu yazıya dayanarak toplanmamalı. Yabani toplama bir uzman eşliğinde yapılır; genel güvenlik çerçevesi Türkiye'deki yabani mantarlar rehberinde.

Ölçeğin öbür ucu

Ölçeğin öbür ucunda tek bir genetik bireyi onlarca hektara yayılan, ağaç köklerinde yaşayan bir cins var: Armillaria ve dünyanın en büyük canlıları arasındaki yeri. Mantarların ekosistemdeki bağları için misel ağı ve çevresel rol yazısına bakabilirsiniz.

Bilimsel referanslar

Andersen, S.B. et al. (2009). The life of a dead ant: the expression of an adaptive extended phenotype. Am Nat, 174(3), 424-33. PMID 19627240. DOI 10.1086/603640.

Araújo, J.P.M. et al. (2019). Zombie-Ant Fungi Emerged from Non-manipulating, Beetle-Infecting Ancestors. Curr Biol, 29(21), 3735-3738.e2. PMID 31668622. DOI 10.1016/j.cub.2019.09.004.

de Bekker, C. et al. (2014). Species-specific ant brain manipulation by a specialized fungal parasite. BMC Evol Biol, 14, 166. PMID 25085339. DOI 10.1186/s12862-014-0166-3.

Evans, H.C. et al. (2011). Hidden diversity behind the zombie-ant fungus Ophiocordyceps unilateralis: four new species described from carpenter ants in Minas Gerais, Brazil. PLoS One, 6(3), e17024. PMID 21399679. DOI 10.1371/journal.pone.0017024.

Fredericksen, M.A. et al. (2017). Three-dimensional visualization and a deep-learning model reveal complex fungal parasite networks in behaviorally manipulated ants. Proc Natl Acad Sci U S A, 114(47), 12590-12595. PMID 29114054. DOI 10.1073/pnas.1711673114.

Hughes, D.P. et al. (2011). Ancient death-grip leaf scars reveal ant-fungal parasitism. Biol Lett, 7(1), 67-70. PMID 20719770. DOI 10.1098/rsbl.2010.0521.

Imirzian, N. et al. (2021). An agent-based model shows zombie ants exhibit search behavior. J Theor Biol, 526, 110789. PMID 34087265. DOI 10.1016/j.jtbi.2021.110789.

Kobmoo, N. et al. (2019). Population genomics revealed cryptic species within host-specific zombie-ant fungi (Ophiocordyceps unilateralis). Mol Phylogenet Evol, 140, 106580. PMID 31419479. DOI 10.1016/j.ympev.2019.106580.

Loreto, R.G. et al. (2018). Evidence for convergent evolution of host parasitic manipulation in response to environmental conditions. Evolution, 72(10), 2144-2155. PMID 29808578. DOI 10.1111/evo.13489.

Mangold, C.A. et al. (2019). Zombie ant death grip due to hypercontracted mandibular muscles. J Exp Biol, 222(Pt 14), jeb200683. PMID 31315924. DOI 10.1242/jeb.200683.

Sung, G.H. et al. (2007). Phylogenetic classification of Cordyceps and the clavicipitaceous fungi. Stud Mycol, 57, 5-59. PMID 18490993. DOI 10.3114/sim.2007.57.01.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 11  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya