قارچ‌های "زامبی‌ساز" از جان حشرات چه می‌خواهند؟!

تسخیر جسم حشرات توسط برخی قارچ‌های انگلی یکی از عجیب‌ترین و ترسناک‌ترین رویدادهایی است که در طبیعت اتفاق می‌افتد.

کد خبر: ۵۰۰۶۱۱

تاریخ: ۰۵ شهريور ۱۴۰۱ - ۱۱:۲۷

به گزارش ایران اکونومیست، گاهی در طبیعت دیده می‌شود که یک مورچه از کلونی جدا می‌شود و به شکل نامتعارفی از یک گیاه بالا می‌رود و همانجا می‌ماند! یا یک سوسک، غیر طبیعی و خلاف طبیعتش رفتار می‌کند یا یک جیرجیرک نر به ناگهان شبیه به یک جیرجیرک ماده رفتار می‌کند تا نرها را برای جفت‌گیری جذب کند! چرا این اتفاقات رخ می‌دهد؟ دلیل علمی آن چیست؟ آیا حشرات نیز مانند انسان به بیماری‌های روانی مبتلا می‌شوند یا پای چیز دیگری در میان است؟!

دانشمندان می‌گویند دلیل آن، قارچ‌ها هستند. قارچ‌های انگلی که وارد بدن این حشرات می‌شوند، کم کم به بدن آنها نفوذ می‌کنند و افسار آنها را در دست می‌گیرند. این یعنی این قارچ‌ها قادر می‌شوند کنترل بدن حشرات را بدست بیاورند و بر آنها حکمرانی کنند.

قصه به همین جا ختم نمی‌شود، چرا که همزمان با تصاحب بدن یک حشره و تبدیل آن به یک زامبی‌، مسری نیز هستند و می‌تواند دیگر حشرات را هم آلوده کنند.

این قارچ‌ها حالتی خزنده دارند و حدود دو هفته پس از اینکه حشره را آلوده کردند، به آن دستور می‌دهند از یک گیاه بالا برود و یک شاخه، گل یا قسمت دیگری از گیاه را محکم گاز بگیرد و آرواره‌اش را به گیاه متصل کند.

داستان چیست؟

وقتی فصل باران موسمی می‌رسد، افزایش ناگهانی رطوبت چیزی تکان دهنده در پی دارد که نه حیوانی است و نه گیاهی. در گوشه‌های مرطوب جنگل، قارچ‌های کوچکی در حال جوانه زدن هستند. آنها هاگ‌های قارچ‌ها هستند که به صورت توده‌های بی‌رنگ(میسلیوم-mycelia) پنهان می‌مانند.

قارچ‌ها به طور کلی به عنوان یک "پادشاهی سوم" در کنار جانوران و گیاهان در نظر گرفته می‌شوند.

قارچ‌ها اغلب، متلاشی کننده و تجزیه کننده هستند. برخی از آنها که "قارچ میکوریز" نامیده می‌شوند، زندگی همزیستی با گیاهان دارند و گیاهان را قادر می‌سازند در ازای دریافت قند، مواد معدنی را جذب کنند. برخی بیماری‌زا هستند و گیاهان و جانوران زنده را آلوده می‌کنند. بیشتر قارچ‌ها، هاگ‌های خود را برای پراکندگی و استعمار مناطق مختلف جغرافیایی پراکنده می‌کنند.

About Nastooh.ir

زامبی شدن

"دونالد استاینکراس" استاد حشره شناسی دانشگاه آرکانزاس در این باره می‌گوید: پس از این اتفاق، حشره می‌میرد و مانند یک مترسک از گیاه آویزان می‌شود و تاب می‌خورد و به قارچ فرصت کافی را برای آلوده کردن حشرات مجاور با کمک وزش باد می‌دهد.

"استاینکراس" اولین بار سوسک‌های نرم‌تن مبتلا به این عارضه عجیب و غریب و شبیه به زامبی را در یک مزرعه تحقیقاتی در آرکانزاس مشاهده کرد. او به یاد می‌آورد که صدها سوسک زرد و سیاه را در حالی که زامبی شده بودند، روی بخشی از شکوفه‌های وحشی دیده است.

وی می‌گوید: در ابتدا به نظر می‌رسید که سوسک‌ها در حال گرده خوردن و جفت‌گیری هستند، اما وقتی از نزدیک نگاه کردم، صحنه شگفت انگیزی دیدم.

وی افزود: در آن لحظه متوجه شدم که بسیاری از آن سوسک‌ها مرده‌اند و فقط از قسمت آرواره پایین به گل‌ها آویزان شده‌اند. بال‌های آنها کاملا باز شده بود و شکم‌هایشان با چیزی که من به ‌عنوان یک قارچ بیماری‌زای حشره‌ای تشخیص دادم، متورم شده بود.

این سوسک‌ها با نام علمی "C. pensylvanicus" شبیه به زنبورها هستند. آنها در واقع سوسک‌های بی‌ضرر و گرده افشان‌های کلیدی هستند که طول عمر آنها یک سال است. آنها شکمو هستند و حشرات دیگر و احتمالاً کنه‌ها را می‌خورند.

وی وقتی متوجه شد که یک قارچ موسوم به "Eryniopsis lampyridarum" این سوسک‌های زیبا را به زامبی تبدیل می‌کند، نزدیک به ۵۰۰ نمونه زنده و مرده از آنها را برای مطالعه جمع‌آوری کرد و آزمایش‌های او نشان داد که یک سوسک زمانی می‌تواند آلوده شود که هاگ‌ها یا اسپورهای قارچ از یک سوسک مرده به بدن سوسک زنده بچسبد. آنجاست که هاگ‌ها جوانه می‌زنند و اسکلت بیرونی سوسک را می‌شکنند و درون بدن آن شروع به رشد می‌کنند.

پس از آن است که قارچ، سوسک را هدایت می‌کند تا از یک گیاه بالا برود و قبل از مرگ در جایگاهی مناسب از نظر تغذیه و رطوبت قرار بگیرد، سپس در آن نقطه بمیرد.

دانشمندان می‌گویند، اگرچه هنوز مشخص نیست که این قارچ چگونه سوسک‌ها را هدایت می‌کند، اما احتمالاً مربوط به سیگنال‌های شیمیایی می‌شود.

"استاینکراس" می‌گوید: سوسک مرده تمام روز در آنجا آویزان می‌ماند و شب بعد، حدود ساعت ۲ بامداد، قارچ از شکم سوسک مرده شروع به رشد می‌کند. در این زمان، سوسک مرده بال‌های بسته‌اش را باز می‌کند، به شکلی که گویی در حال پرواز است.

وی افزود: این وحشتناک است که این قارچ می‌تواند سوسک مرده را وادار کند بال‌های خود را باز کند. من این را با زامبی‌های انسانی که در فیلم‌ها می‌بینیم، مقایسه می‌کنم؛ اجسادی که می‌توانند حرکت کنند. این مثل این است که یک انسان مرده ناگهان بایستد و آغوش خود را باز کند.

راه مقابله چیست؟

محققان می‌گویند هیچ راهی برای محافظت از حشرات در برابر این قارچ‌ها وجود ندارد و به عنوان مثال می‌تواند سالانه ۲۰ درصد از جمعیت سوسک‌های نرم‌تن را از بین ببرد. میکروارگانیسم‌هایی که باعث بیماری در حیوانات می‌شوند، استراتژی‌هایی را برای به حداکثر رساندن شانس بقای خود با آلوده کردن میزبان‌های بیشتر ایجاد می‌کنند. موارد مشابه آن حتی در انسان نیز اتفاق می‌افتد، جایی که یک میکروارگانیسم بیماری‌زا می‌تواند میزبان انسانی را تحت تاثیر قرار دهد تا به گسترش و بقای خود کمک کند.

تبدیل مورچه‌ها به زامبی توسط یک قارچ انگلی

آنها در میان ما راه می‌روند؛ حشرات ربوده شده توسط قارچ‌های انگلی که حرکت آنها را کنترل می‌کنند. این انگل کشنده، هاگ‌های سمی خود را به مغز مورچه ارسال می‌کند که در نهایت از سر مورچه مرده شکوفا می‌شوند.

قارچ "Ophiocordyceps unilateralis" فقط یک هدف دارد: تکثیر خود و پراکنده شدن. محققان فکر می‌کنند این قارچ که در جنگل‌های استوایی یافت می‌شود و مورچه‌ها را از طریق هاگ‌هایی که به اسکلت بیرونی آنها متصل می‌شوند و به آن نفوذ می‌کنند، آلوده می‌کند، به آرامی رفتار مورچه‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

مورچه آلوده شده با پیشرفت عفونت مجبور می‌شود لانه‌اش را ترک کند تا محیطی مرطوب‌تر داشته باشد که برای رشد قارچ مفید است. مورچه مجبور است به نقطه‌ای در ارتفاع حدود ۳۰ سانتیمتری از زمین برود و آرواره‌های خود را در یک برگ فرو کند و منتظر مرگ باشد.

در همین حال، قارچ تا زمانی که برای مرحله نهایی آماده شود، از اندام قربانی تغذیه می‌کند و چند روز پس از مرگ مورچه، قارچ از سر مورچه به بیرون می‌آید و جسد چروکیده‌اش را در انتها به جایی پرتاب می‌کند که می‌تواند هاگ‌هایش را پخش کند و مورچه‌های جدید را آلوده کند.

روند زامبی شدن حشرات

"چاریسا دی بکر" استاد دانشگاه سنترال فلوریدا که بر روی تعاملات قارچ انگلی و حشرات که منجر به دستکاری‌های رفتاری حشرات می‌شود، می‌گوید: همانطور که در داستان زامبی‌ها وجود دارد، یک دوره نهفتگی وجود دارد که در آن مورچه های آلوده کاملاً طبیعی به نظر می‌رسند و بدون اینکه شناسایی شوند، به زندگی خود ادامه می‌دهند که این غیرعادی است، زیرا حشرات اجتماعی مانند مورچه‌ها معمولاً چیزی به نام مصونیت اجتماعی دارند که در آن، اعضای بیمار از گروه بیرون رانده می‌شوند تا از بیمار کردن بقیه نیز جلوگیری شود.

وی می‌افزاید: ما فکر می‌کنیم مورچه‌ها واقعاً مکانیسمی برای خلاص شدن از شر این قارچ ندارند.

انتخاب طبیعی

در حالی که این عفونت صد درصد کشنده است، اما هدف آن تبدیل همه مورچه‌ها به مرده‌های متحرک نیست. برای اینکه اکوسیستم‌ها متعادل بمانند، قارچ‌ها باید جمعیت میزبان را کنترل کنند. در واقع، تنها تعداد کمی از مورچه‌ها در یک کلونی در هر زمان معین آلوده می‌شوند.

"دی بکر" می‌گوید: این تقریباً شبیه به شیوع یک سرماخوردگی مزمن است.

تسخیر مغز یا ماهیچه‌ها؟

بر خلاف قارچ قبلی که سوسک‌های نرم‌تن را آلوده می‌کرد، به نظر نمی‌رسد که این قارچ به مغز حمله کند. محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا با استفاده از نوعی میکروسکوپ فلورسنت، استعمار این قارچ را در مورچه‌ها از معده تا سر مورچه‌ها مشاهده کردند و هیچ اثری از سلول‌های قارچ در مغز پیدا نکردند.

آن‌ها این اطلاعات را با الگوریتم‌های کامپیوتری ترکیب کردند تا حرکت قارچ‌ها را ترسیم کنند و دریافتند که آنها نوعی داربست لوله‌ای‌شکل درون و اطراف ماهیچه‌های مورچه‌ها تشکیل می‌دهند.

"دی بکر" می‌گوید، این نشان می‌دهد که قارچ، کنترل ذهن حشره را از طریق ترکیبات زیست‌فعال که با سیستم عصبی مورچه تداخل می‌کند و عضلات میزبان را مستقیماً کنترل می‌کند، اعمال می‌کند.

قارچ، کنترل ذهن حشره را از طریق ترکیبات زیست‌فعال که با سیستم عصبی مورچه تداخل می‌کند و عضلات میزبان را مستقیماً کنترل می‌کند، اعمال می‌کند.

حمله قارچ‌های مختلف به حشرات متفاوت

محققان در حال مطالعه گونه‌های مختلف Ophiocordyceps هستند که گونه‌های دیگری از مورچه‌ها را آلوده می‌کنند تا مکانیسم‌های کنترل آنها را مقایسه کنند. در مجموع، محققان بیش از ۲۰۰ گونه از Ophiocordyceps را شناسایی کرده‌اند که می‌توانند میزبان‌های ۱۰ راسته از حشرات و همچنین عنکبوت‌ها را آلوده کنند، اگرچه همه آنها منجر به دستکاری رفتاری نمی‌شوند.

یکی از گونه‌های مرتبط به نام "O. sinensis" کرم پیله‌ساز را استعمار می‌کند و مانند یک تک‌شاخ از سر آنها فوران می‌کند. ترکیب پوسته کرم پیله‌ساز و قارچ در طب سنتی تبتی و چینی به عنوان تقویت کننده سیستم ایمنی، درمان سرطان و تقویت کننده قوای جنسی استفاده می‌شود.

"بارت کلاین" حشره شناس دانشگاه "ویسکانسین در لا کراس" می‌گوید که حشرات نیز مانند میکروبیوم موجود در روده ما، دارای مجموعه‌ای کامل از گونه‌های قارچی هستند. اما از آنجایی که همه قارچ‌ها را نمی‌توان در آزمایشگاه رشد داد، تنها چند نمونه از آنها به دقت مورد مطالعه قرار گرفته‌اند و ایجاد دستکاری‌های رفتاری در آنها بررسی نشده است.

با این حال، دانشمندان چند مورد را شناسایی کرده‌اند. قارچی به نام "Entomophthora muscae" وجود دارد که در زبان یونانی به معنای "حشره نابود کننده مگس" است. این قارچ باعث می‌شود مگس‌های آلوده تا ارتفاع معینی بالا بروند، خود به بالای گیاهی بچسبانند و به پشت قرار گرفته و حالت مرگ به خود بگیرند که برای پراکندگی هاگ بهتر است.

همچنین نوع دیگری به نام "Massospora cicadina" وجود دارد که میزبان‌های "زنجره" یا "جیرجیرک دشتی" خود را پر از داروهای توهم‌زا می‌کند و باعث می‌شود بخشی از شکم زنجره بیفتد. سپس این زنجره راه خود را به سمت مرگ در پیش می‌گیرد و با این کار به پراکندگی هاگ‌های قارچ انگلی می‌پردازد.

همه حیوانات و همچنین ما انسان‌ها، همیشه هاگ‌های قارچی را استنشاق می‌کنیم، اما هاگ قارچی که حشرات را آلوده می‌کند، در واقع قصد دارد آنها را پیدا کند. این هاگ از فضاهای بین سلولی حشره عبور می‌کند و به آرامی از بافت‌های او تغذیه می‌کند و یک روز بارانی، گویی که حشره در حالت خلسه است، به روی یک برگ می‌رود که رفتار معمول او نیست. سرش را پایین می‌اندازد و پاهایش به سختی حرکت می‌کنند. گاهی اوقات، به دلیل انقباض ماهیچه‌ای که «چنگ مرگ» نامیده می‌شود، یک برگ یا شاخه را گاز می‌گیرد یا پاهایش را به دور شاخه می‌پیچد و در طول شب، یک توده سفید رنگ که همان قارچ است، از بدن او بیرون می‌زند و بدنش را به مرور متلاشی می‌کند.

قارچ‌های مرموز

قارچ‌های بیماری‌زا شایع هستند. بیشتر آنها به عنوان آلوده کننده گیاهان شناخته شده‌اند. حدود ۷۰۰۰ گونه از آنها وجود دارد که به تنهایی باعث بیماری گیاه می‌شوند.

قارچ‌هایی که موجب بیماری در حیوانات می‌شوند نیز متنوع هستند. بیش از ۱۰۰۰ گونه از آنها شناخته شده است. برخی باعث بیماری در انسان نیز می‌شوند. تنها چیزی که لازم است ورود یک هاگ به بدن است.

حداقل دو گروه از قارچ‌ها وجود دارند که بی‌مهرگان را آلوده می‌کنند. زیست‌شناسان تازه شروع به درک چگونگی تاثیر این قارچ‌ها در رفتار حیوانات میزبان کرده‌اند. در واقع، تغییر رفتاری چشمگیری که در حشرات آلوده مشاهده می‌شود، توسط این قارچ ایجاد می‌شود.

در واقع هنگامی که زمان تشکیل هاگ فرا می‌رسد، از یک سیگنال شیمیایی استفاده می‌کند که میزبان را وادار می‌کند تا در مناطق باز راهپیمایی کند و احتمال انتشار هاگ‌ها در هوا را بالا ببرد.

گفتنی است قارچ‌هایی که بر عنکبوت‌ها تأثیر می‌گذارند، معمولاً بر رفتار آنها تأثیر منفی نمی‌گذارند. عنکبوت‌ها عمدتاً به دیواره‌های گیاهان چسبیده‌اند و حتی اگر ساقه‌های هاگ‌دار زیادی از منافذ بدن نسبتاً نرم آنها بیرون بزند، باز هم در قسمت زیرین برگ‌ها یا از تارهایشان آویزان شده‌اند.

قارچ‌ها به تجزیه مواد آلی معروف هستند. قارچ‌های بیماری‌زا نقش مهمی در کنترل جمعیت حشرات دارند. همانطور که حشرات در طول تاریخ برای مبارزه با این عوامل بیماری‌زا در خود مصونیت ایجاد کرده‌اند، قارچ‌ها نیز راه‌های ابتکاری را برای تکثیر خود و آلوده کردن حشرات ایجاد کرده‌اند.

به دلیل تغییرات آب و هوایی ناشی از فعالیت‌های انسان و تخریب زیستگاه حیوانات، برخی از قارچ‌های بیماری‌زا تعادل اکولوژیکی را برهم زده‌اند. بدنام‌ترینِ آنها در حیات وحش، بیماری قارچ دیگچه‌ای دوزیستان(Chytrid) است که جمعیت دوزیستان را از بین برده است و همچنین قارچی که موجب "سندرم بینی سفید" در خفاش‌ها در آمریکای شمالی می‌شود.