Zombie Ameisen revisited / Erde

Cordyceps wächst aus dem Kopf einer Ameise. Über BBC/GIPHY.

Von Gino Brignoli, UCL

In der Unterwelt eines tropischen Waldes ist eine Tischlerameise vom Baldachin abseits ihrer regelmäßigen Futterwege herabgestiegen und taumelt betrunken einen Ast entlang. Ihre Bewegungen sind ruckartig und auffällig. Sie bewegt sich zuckend vorwärts und beginnt plötzlich mit solcher Wildheit zu krämpfen, dass sie vom Ast auf den Boden fällt, bevor sie ihren unberechenbaren, zickzackigen Weg wieder aufnimmt., Dies ist eine“ Zombie-Ameise“, und sie ist unwissentlich Teil des Lebenszyklus eines parasitären Pilzes geworden, der allgemein als Cordyceps bekannt ist.

Gegen Mittag, nach mehreren Stunden Klettern und ziellosem Lauern, ist die Ameise jetzt nicht mehr als etwa 25 cm über dem Boden und kriecht ziellos auf der Unterseite eines Bäumchenblattes, wo sie ohne Vorwarnung ihre kräftigen Kiefer gewaltsam in eine der Adern des Blattes versenkt und fest zwischen ihren fest verschlossenen Unterkiefern greift.

Innerhalb von sechs Stunden ist sie tot., Nach zwei Tagen borsten weiße Haare zwischen ihren Gelenken und einige Tage später sind diese zu einer dicken, braunen Matte geworden, die das ganze Insekt bedeckt. Ein rosa-weißer Stiel beginnt von der Basis des Ameisenkopfes auszubrechen und wächst weiter. Innerhalb von zwei Wochen hat es die doppelte Länge des Körpers der Ameise erreicht, die nach unten in Richtung Boden reicht.

Schließlich wird der Stiel seine Sporen in die Luft freisetzen, bereit zu schweben und mehr ahnungslose Ameisen zu infizieren.

Dieses bizarre Verhalten wurde erstmals 1859 von Alfred Russell Wallace in Indonesien aufgezeichnet, aber bis vor kurzem nicht detailliert erforscht. Es wurde seitdem entdeckt, dass der Pilz das normale Verhalten der Ameise durch chemische Störungen im Gehirn stört, wodurch sich die infizierte Ameise auf eine Weise verhält, die die Möglichkeiten für den Pilz verbessert, seine Sporen zu verbreiten und sich so zu vermehren.,

Der Pilz wächst in der gesamten Körperhöhle der Ameise und verwendet innere Organe als Nahrung, während das starke Exoskelett der Ameise als eine Art Kapsel dient, die den Pilz vor Austrocknung, Verzehr oder weiterer Infektion schützt.

Abwehr der Pilze

Die früheste bekannte Aufzeichnung eines Pilzes, der ein Insekt sichtbar parasitiert, stammt von vor etwa 105 Millionen Jahren. Es ist ein männliches Schuppeninsekt, in Bernstein konserviert, mit zwei Pilzstielen, die aus seinem Kopf herausragen. Dieses Fossil kann uns jedoch nicht sagen, ob das regelmäßige Verhalten des infizierten Insekts in irgendeiner Weise verändert oder gestört wurde.,

Definitive Beweise für „Zombie-ant“ Verhalten, Datierung auf rund 48m Jahren, kommt von versteinerten Blättern, die die deutlichen Markierungen auf beiden Seiten der Blattvenen links durch die Lock-jawed Unterkiefer von infizierten Ameisen zeigen. Diese Assoziation zwischen Ameise und Pilz ist nicht nur offensichtlich alt, sie ist auch sehr verbreitet – bisher wurden etwa 1.000 Arten von Pilzparasiten von Insekten entdeckt.,

In diesem uralten Überlebenskampf haben die Ameisen Anpassungen entwickelt, um sich und ihre Nester vor Pilzinfektionen zu schützen. Indem sie sich selbst pflegen und sich sozial reinigen (Allogrooming), entfernen sie potenziell schädliche Sporen, bevor sie in die Haut eindringen und sie ergreifen können. Einige Ameisen sprühen Gift in ihre Nester, um als Fungizide zu wirken, und wenn dies einen Befall nicht stoppt, teilen sie ihre Nester auf, indem sie kontaminierte Kammern abdichten.,

In einigen Fällen werden infizierte Individuen von gesunden Arbeitern aus dem Nest getragen, und als letzten Ausweg zieht die gesamte Kolonie um und verlässt ihr infiziertes Nest.

Die Pilzpathogene haben sich entwickelt, um entweder streng artspezifisch oder generalistischer bei der Wahl des Insektenwirts zu werden, wobei einige Hunderte verschiedener Arten infizieren können. Diese erstaunliche Vielfalt von Pilzpathogenen und potenziellen Wirten hat bei Insekten ein eigenartiges Verhalten hervorgerufen, da sie sich gemeinsam entwickelt haben, um mit der Taktik der Pilze fertig zu werden.,

Es ist manchmal schwierig zu wissen, welches Verhalten völlig unfreiwillig und vom Pilz getrieben wird, um seinen eigenen Fortpflanzungserfolg zu verbessern, und was sich als eine Form der Abwehr gegen die Infektion entwickelt hat. Wenn zum Beispiel der Ameisenwirt in eine erhöhte Position in der sogenannten „Gipfelkrankheit“ klettert, vergrößert dieses Verhalten den Bereich, über den sich Sporen durch Windstreuung ausbreiten können – aber es entfernt auch die Ameise aus der Nähe ihrer Verwandten in der Kolonie und verhindert die Ausbreitung der Infektion auf ihre Schwestern.,

Es ist unklar, ob es sich bei diesem Verhalten um einen Zombie-Zustand handelt, der durch den Pilz verursacht wird, oder ob es sich um einen altruistischen Akt der Selbstaufopferung durch die Ameise handelt. Wenn es sich um eine absichtliche Handlung der Ameise handelt, kann dies den Rest der Kolonie davor bewahren, der Infektion zu erliegen, was manchmal als „adaptiver Selbstmord“ bezeichnet wird.“

Zombieähnliches Verhalten bei Insekten wird auch durch viele andere Arten von Parasiten verursacht, einschließlich Bakterien und sogar anderer wirbelloser Tiere. Dies wirft faszinierende Fragen über die Art der wahren Unabhängigkeit eines Organismus in zweifellos hochkomplexen miteinander verbundenen lebenden Systemen auf., Zombie-Ameisen geben uns einen Einblick in dieses aufwendig verworrene Netz molekularer Einflüsse und Verhaltensanpassungen. Es führt uns zu der Frage, wer letztendlich wen kontrolliert?

Gino Brignoli, Ph. D. Forscher für Tropenökologie am Institut für Zoologie und UCL

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Fazit: Ein parasitärer Pilz übernimmt die Kontrolle über lebende Insekten und verwandelt sie in „Zombie-Ameisen.,“