Ophiocordyceps unilateralis
 | ||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Evolúciós időszak: 48 millió év | ||||||||||||||||
 Ophiocordyceps unilateralis-szal megfertőzött döglött hangyák
| ||||||||||||||||
| Rendszertani besorolás | ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||
| Szinonimák | ||||||||||||||||
| ||||||||||||||||
| Hivatkozások | ||||||||||||||||
 A Wikifajok tartalmaz Ophiocordyceps unilateralis témájú rendszertani információt.  A Wikimédia Commons tartalmaz Ophiocordyceps unilateralis témájú kategóriát. |
A Ophiocordyceps unilateralis, közismert nevén „zombihangya gomba”[2] egy rovarokat megfertőző gombafaj, amelyet Alfred Russel Wallace brit természettudós fedezett fel 1859-ben. Elsősorban trópusi esőerdőkben fordul elő. Az O. unilateralis a hangyák Camponotini nemzetségéhez (tribus) tartozó fajokat fertőzi meg, amelynek során a gomba megváltoztatja a beteg példány viselkedését. A hangya elhagyja a lombkoronában található fészkét és a talajszintre vándorol, ahol a hőmérséklet és a páratartalom kedvező a gomba növekedéséhez. Ezt követően az áldozat rágója segítségével rögzíti magát egy levél központi vastag eréhez, és ebben a pozícióban marad, amíg elpusztul.[3] A folyamat, amely a megfertőződéstől a halálig tart, 4-10 napot vesz igénybe és a reproduktív fázissal ér véget, amikor a spóratermő termőtest kinő a hangya fejéből, vagy torából és szétszórja a spórákat. Az O. unilateralis saját maga is kitett a gombafertőzésnek: a hiperparazitizmusnak nevezett jelenség során egy másik gombafaj megtámadja és lecsökkenti a fertőző képességét.
A zombihangya gomba és rokon fajai ismertek arról, hogy másodlagos anyagcseretermékeket állítanak elő, többek között azzal a céllal, hogy antibakteriális hatású anyagokkal védjék magukat a szaporodás során. Ez a folyamat a természetes eredetű anyagokkal foglalkozó kémiai kutatások központjában áll, feltételezések szerint a rák immunterápiája során lehet majd potenciálisan felhasználni.
Földrajzi elterjedés
[szerkesztés]Számos tanulmány pántrópusi fajként írja le, mivel elsősorban Brazília, Thaiföld és Ausztrália trópusi esőerdejeiben él,[4] de néhány helyen a meleg-mérsékelt övezetben is előfordul, például Floridában, Dél-Karolinában és Japánban.[5]
Rendszertan
[szerkesztés]Hosszú időn keresztül vita tárgyát képezte, hogy a faj melyik nemzetséghez tartozik, eleinte a Cordyceps nemzetséghez sorolták, majd 2007-ben molekuláris vizsgálatok alapján átsorolták a Ophiocordyceps nemzetségbe. Mindkét csoporthoz számos olyan gombafaj tartozik, amely különböző rovarokon élősködik, de ezek legtöbbje a zombihangya gombával ellentétben egyszerűen csak megöli áldozatát és nem manipulálja viselkedését. Az O. unilateralis latin nevét tudományos munkákban gyakran kiegészítik a sensu lato kifejezéssel, aminek jelentése „tágabb értelemben”, mivel egyes csoportjai a nagy földrajzi távolság és az eltérő körülmények miatt más fajokra „specializálódtak”. Egy 2018-as kutatás 2 kládot és 26 alcsoportot különböztetett meg.[6]
Életciklus
[szerkesztés]
Az O. unilateralis életciklusa 4-10 napig tart.[7] A gomba célpontjául a lóhangyák szolgálnak, elsősorban a Camponotus leonardi elnevezésű faj. Megtámad más, közeli rokonságban álló hangyafajokat is, de azok esetében kisebb hatékonysággal tudja csak irányítani az alanyt és így a szaporodása is nehezebb.
1. Megfertőződés
[szerkesztés]A lóhangyák életük legnagyobb részét magasan a lombkoronában töltik. Az ágak között található a hangyaboly és itt futnak a hangyaországutak is. Néhány esetben azonban ha az állatok nem tudják áthidalni ágak segítségével két fa között a távolságot, leereszkednek az erdő talajára, hogy onnan másszanak fel a következő fatörzsre. Ezen az útszakaszon vannak kitéve az O. unilateralis fertőzésének, amelynek spórái az avaron fekszenek szétszóródva. Amikor a hangya hozzáér a spórához, az rátapad az állat külső vázára és az egyed magával viszi a fészkébe.
2. A hangya védelmi rendszerének áttörése
[szerkesztés]A spórából kinövő gombafonál ezt követően áthatol az állat kutikuláján, elsősorban különböző enzimeket használva, például proteázt, lipázt és kitinázt. Ezt a kémiai hatást fizikai nyomással egészíti ki az átfúrás során.[8] Amint bejutnak a hangya testén belülre, a gombasejtek elkezdenek szaporodni, a fonalak körbefonják az izomzatot és az agyat.
3. Lejutás a talajra
[szerkesztés]Amikor a gombasejtek hálózata megfelelő méretűvé válik a gazdatestben, vegyületeket bocsát ki és átveszi az irányítást a központi idegrendszer felett, ez lehetővé teszi az áldozat viselkedésének manipulálását.[5] A kutatások két elsődleges vegyületet azonosítottak, amelyet az állat agyának manipulálására használ fel a gomba, a szfingozint és a guanidinobutirik savat (GBA). Mindkét vegyületről ismert, hogy szerepet játszik különböző neurológiai rendellenességek kialakulásában. A vizsgálatok nagy mennyiségű hipoxantint is azonosítottak a fertőzött egyedekben, ez az anyag káros hatással van az agykéreg idegszöveteire, ez is a mozgásszervrendszer befolyásolását segíti elő. Ezeknek az anyagoknak a segítségével a gomba először kontrollálhatatlan rángatózást idéz elő a beteg hangyában, amely egy idő után ennek hatására lehullik a lombkorona-szintről a földre.
4. Felmászás az ideális levélre
[szerkesztés]Az O. unilateralis ezt követően arra kényszeríti áldozatát, hogy a szaporodásához leginkább megfelelő körülményekkel rendelkező helyszínre vándoroljon. A gazdaállat felmászik egy növény északi oldalára és a talajszint felett 26 cm magasságban, 94-95%-os páratartalmú, 20 és 30°C közötti hőmérsékletű helyen áll meg.[9] Miután megtalálta az ideális pozíciót, egy levél alsó felére mászik és ott rögzíti magát. A mérsékelt övi erdőkben annyi különbség tapasztalható, hogy ott a fertőzött hangya egy gally alsó felébe kapaszkodik. Hogyha az ideális helyszínről eltávolítják a beteg példányt, a gomba szaporodószerve, a spóratartó vagy egyáltalán nem tud kinőni, vagy csak csökevényesen jelenik meg és a gomba reprodukciója meghiúsul.[5]
5. Rögzítés a levélhez és a hulla védelme
[szerkesztés]
A gomba a hangya izomzatának néhány részén, elsősorban szájszervénél (rágójánál) módosításokat hajt végre, abnormálisan erőssé téve a testrészt. Amikor megérkezik végső helyére az állat a levél alján, rágójával beleharap a növény központi erezetébe és így rögzítve magát ott marad függeszkedve. Ezt az aktust az angol terminológia dead grip-nek (halálos szorításnak) nevezi. Thaiföldi vizsgálatok alapján ez az esemény általában délben történik meg. A zombihangya harapása jellegzetes súlyzó alakú sebhelyet hagy a növényen, ilyen nyomokat fedeztek fel a németországi Messel bányájában talált 48 millió éves fosszíliákon is, ezzel azonosítva a faj korát.[10]
Amint a gazdatest stabilan rögzítve van, azonnal elindul az izomsorvadás és a gomba gyorsan megöli a hangyát. A gombafonalak gyorsan növekednek a döglött testen belül, egyre több lágy szövetrészt pusztítva el és ezzel párhuzamosan hifájával megerősíti a hangya külső vázát, hogy megakadályozza a dögevőket a behatolásban. A micelliák (gombafonalak) előtörnek a testből és még szorosabban a levélhez köti azt. A gomba számos antibakteriális hatású másodlagos anyagcsereterméket állít elő, ezzel igyekszik megakadályozni a rivális lebontó szervezetek megjelenését a megszállt tetemben.
6. Szaporodás
[szerkesztés]
Életciklusa utolsó fázisaként a gomba létrehozza termőtestét. Jellemzően egyetlen drótszerű, de hajlékony, sötéten pigmentált szárat növeszt ki a döglött hangya torának háti részéből,[8] ennek a szárnak a csúcsa alatt található meg kicsivel a gömb alakú perithecia, amely a spórákat hordozza. Ezt követően a spórák kirepülnek és a szél szétszórja őket az avaron, ahol aztán újabb hangyákat fertőzhetnek meg. Az O. unilateralis által intenzíven érintett területeket hangyatemetőknek nevezik, ezeken a nagyjából 30 m átmérőjű helyszíneken négyzetméterenként 20-30 döglött példány is megfigyelhető.[11]
A hangyaboly védekezési mechanizmusa
[szerkesztés]Az érintett hangyafaj, a Camponotus leonardi az evolúció során számos védekezési mechanizmust fejlesztett ki. A veszélyes talajszinten megtett út után a dolgozók igyekeznek letisztogatni egymásról a rájuk tapadt spórákat, csökkentve a fertőzés veszélyét. Ha érzékelik, hogy egy társuk megfertőződött, az egészséges hangyák egy csoportja elhurcolja a beteget egy távoli helyszínre, hogy a hangyabolyban mások ne legyenek kitéve a spóráknak. A vizsgálatok kimutatták, hogy a dolgozók többsége nem hagyja el a magasan fekvő biztonságos zónát, csak azok a gyűjtögetők, akik a meghatározott területre vannak kiosztva.[12] Amíg azokban az erdőkben, ahol nincs jelen a gombafertőzés, a hangyafaj hosszú földfelszíni útvonalakat használ és a fészkét sem építi olyan magasra, addig a járvány által érintett területeken magasabban helyezkedik el a hangyaboly és az útvonalak csak a lehető legrövidebb ideig maradnak a talajszinten.[13]
Hiperparazitája
[szerkesztés]Az O. unilateralis rendkívül hatékony és fertőző, rövid időn belül egész hangyabolyokat irthatna ki, ezt elsősorban egy jelenleg azonosítatlan hiperparazita (parazitán élősködő parazita) gombafaj akadályozza meg, amelyet a sajtóban „antizombi gombaként” emlegetnek. A hiperparazita tevékenységének következtében a zombihangya gomba termőtestjeinek alig 6,5%-a marad életképes és a megfertőződött spórák fertőzőképessége is lecsökken.[12]
Gyógyászati jelentősége
[szerkesztés]Az Ophiocordyceps nemzetség a gyógyászatban ismert, orvosilag jelentős csoportként van számontartva. Elsősorban másodlagos anyagcseretermékeit (szekunder metabolitjait) vetették vizsgálatok alá, ennek során hat különböző naftokinon-származékot sikerült izolálniuk. In vitro kísérletek során malária elleni gyógyszerek kifejlesztéséhez használták ezeket és kimutatottan antibakteriális és rák elleni hatással is rendelkeznek. A gomba által előállított naftokinon savas körülmények között vörös, lúgos körülmények között pedig lila színűvé válik és mivel nem káros az emberi szervezetre, alkalmas lehet tuberkulózisos betegek tesztelésére és szinezőanyagként a kozmetikaiparban és az élelmiszerek szinezésére is használható. A másik fontos anyag, amelyet az O. unilateralis termel, egy gyógyhatású poliketid. Ezt koleszterin és gomba elleni gyógyszerekben használják fel és a feltételezések szerint antioxidáns, öregedésgátló és a tumorok növekedését fékező hatása is lehet.[14]
Fikcióban
[szerkesztés]Annak az elképzelt lehetősége, hogy egy gombafaj, amely átalakítani és irányítani képes áldozatát nem csak állatokat fertőzhet meg, hanem embereket is, számos író, filmkészítő és játékgyártó fantáziáját ihlette meg, elsősorban a horror műfaján belül. Többek között híres példa Mike Carey Kiéhezettek című 2014-es könyve[15] és annak 2016-os filmváltozata, ahol az O. unilateralis embereket fertőz meg. Hasonló módon egy ilyen működésű gombafaj ihlette meg a The Last of Us című videójáték és sorozat készítőit is, ott azt a rokon nemzetséget, a Cordycepset említik meg a fertőzés okaként, amelyhez az unilateralist korábban sorolták. A novellák közül példa Stephen King Gray Matter és William Hope The Voice in the Night című elbeszélése.[16]
Fordítás
[szerkesztés]Ez a szócikk részben vagy egészben az Ophiocordyceps unilateralis című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ 'Ophiocordyceps Petch 1931. MycoBank. International Mycological Association. (Hozzáférés: 2011. július 19.)
- ↑ László, Molnár Csaba, Aradi: Zombihangyák testéből előtörő parazita gombák az év horrortudományi képein (magyar nyelven). index.hu, 2019. november 6. (Hozzáférés: 2023. január 31.)
- ↑ Mongkolsamrit, S., K. (2012. november 1.). „Life cycle, host range and temporal variation of Ophiocordyceps unilateralis/Hirsutella formicarum on Formicine ants” (angol nyelven). Journal of Invertebrate Pathology 111 (3), 217–224. o. DOI:10.1016/j.jip.2012.08.007. ISSN 0022-2011.
- ↑ Hidden Diversity Behind the Zombie-Ant Fungus Ophiocordyceps unilateralis: Four New Species Described from Carpenter Ants in Minas Gerais, Brazil. (Hozzáférés: 2023. január 31.)
- ↑ a b c Species-specific ant brain manipulation by a specialized fungal parasite. (Hozzáférés: 2023. január 31.)
- ↑ Zombie-ant fungi across continents: 15 new species and new combinations within Ophiocordyceps. I. Myrmecophilous hirsutelloid species. (Hozzáférés: 2023. január 31.)
- ↑ 'Zombie ants' controlled by parasitic fungus for 48m years (angol nyelven). the Guardian, 2010. augusztus 17. (Hozzáférés: 2023. február 1.)
- ↑ a b A keystone species for unraveling ecosystem functioning and biodiversity of fungi in tropical forests?. (Hozzáférés: 2024. február 1.)
- ↑ Andersen, Sandra B., Kalsum M. (2009. szeptember 1.). „The Life of a Dead Ant: The Expression of an Adaptive Extended Phenotype” (english nyelven). American Naturalist 174 (3), 424–433. o. DOI:10.1086/603640. ISSN 0003-0147.
- ↑ Fossil reveals 48-million-year history of zombie ants (angol nyelven). ScienceDaily. (Hozzáférés: 2023. február 1.)
- ↑ „Cordyceps: attack of the killer fungi - Planet Earth Attenborough BBC wildlife” (hu-HU nyelven).
- ↑ a b Disease Dynamics in a Specialized Parasite of Ant Societies. (Hozzáférés: 2023. február 1.)
- ↑ Behavioral mechanisms and morphological symptoms of zombie ants dying from fungal infection. (Hozzáférés: 2023. február 1.)
- ↑ A Retrospective Analysis of Cordyceps Anti-Tuberculosis Capsule Combined with Chemotherapy for 614 Cases of Secondary Tuberculosis--《Journal of Traditional Chinese Medicine》2013年15期. en.cnki.com.cn. [2023. február 1-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2023. február 1.)
- ↑ Angolul: The Girl with All the Gifts
- ↑ Clarkesworld Magazine - Science Fiction & Fantasy (amerikai angol nyelven). Clarkesworld Magazine. (Hozzáférés: 2023. február 1.)
