El hongo que convierte hormigas en zombies: una estrategia de supervivencia

Microbiología

Este fenómeno, que sirvió de inspiración para la serie y videojuego «The Last of Us«, nos invita a reflexionar sobre la capacidad de ciertos microbios para controlar a sus huéspedes.

 ¿Cómo es posible que siendo más pequeños que sus huéspedes, puedan controlar el comportamiento animal?

Ophiocordyceps unilateralis

Es un tipo de hongo entomopatógeno que afecta a insectos, siendo capaz de manipular el comportamiento de su huésped. Habita principalmente en bosques tropicales y tiene como objetivo infectar a las hormigas del género Camponotus, también conocidas como hormigas «madereras» o «carpinteras». Este hongo se propaga a través de sus esporas, las cuales se adhieren y penetran en el exoesqueleto de la hormiga, consumiendo gradualmente los tejidos no esenciales y tomando el control de su comportamiento.

¿Cómo actúan?

  • Las esporas del hongo penetran en el cuerpo de la hormiga a través de la cutícula, estableciendo canales dentro y alrededor de las fibras musculares. Estos canales facilitan el transporte de nutrientes y complejos bioactivos que alteran el sistema nervioso del huésped, bloqueando  las señales químicas y eléctricas del cerebro. Este proceso resulta en un control directo sobre los músculos de la hormiga.
  • Controlando sus movimientos, las hormigas infectadas muestran un comportamiento desorientado y sufren convulsiones que las llevan a caer de los árboles. Mientras buscan una ubicación adecuada en el suelo, prefieren áreas húmedas, frescas y sombreadas, alejadas de los depredadores, lo que facilita el desarrollo del hongo.
  • Una vez en el suelo, clavan sus mandíbulas en una vena de una hoja, lo que se conoce como «mordida de la muerte«. Esta acción fija la mandíbula al sustrato (la hoja), momento en el cual el hongo libera metabolitos específicos que alteran la expresión genética del huésped, debilitando los músculos de la mandíbula hasta su muerte. Este proceso tiende a ocurrir al mediodía, aprovechando la intensidad de la luz solar para sincronizar esta etapa final del ciclo.
  • Después de 16 a 25 días de haber penetrado en el huésped, la hormiga muere. En este punto, el hongo inicia su crecimiento interno, nutriéndose de los tejidos del huésped. Luego, emerge un cuerpo fructífero, conocido como el tallo del hongo, a través de la cabeza de la hormiga. Este tallo libera esporas al ambiente, las cuales buscan infectar a nuevas hormigas y continuar su ciclo de vida.
Ciclo de vida del Ophiocordyceps unilateralis. Las esporas del hongo entran en el cuerpo de la hormiga y controlan su movimiento. Esto provoca que caigan del árbol a una zona más favorable para el crecimiento del hongo. Fijan su mandíbula a una hoja mientras el hongo crece, provocando finalmente la muerte de la hormiga. El hongo emerge y libera más esporas, iniciando nuevamente el ciclo.
Fuente: Charo Céspedes Rubio.

Estudios de investigación

Investigadores de Tailandia y Estados Unidos, liderados por David Hughes de la Universidad Estatal de Pensilvania, han examinado más de 200 especies de Ophiocordyceps unilateralis capaces de infectar hospedadores pertenecientes a 10 órdenes de insectos, aunque no todas ellas alteran el comportamiento del huésped. Utilizando técnicas como microscopía fluorescente, microscopía electrónica de barrido (SEM) y algoritmos de segmentación de imágenes, pudieron observar la colonización fúngica desde el abdomen hasta la cabeza del huésped sin que esto afectara su cerebro.

Las hormigas presentan lo que se conoce como «inmunidad social«, lo que implica que cuando un individuo de la colonia está enfermo, es expulsado para prevenir la propagación de la enfermedad entre los demás miembros. Sin embargo, lo sorprendente es que este hongo es capaz de evitar ser detectado por el resto de las hormigas y no afecta a todos los miembros del grupo.

Microscopía electrónica de barrido (SEM) de una hormiga muerta infectada. La hormiga entera (A) está cubierta en una densa matriz de hifas fúngicas, asegurando la mandíbula (B) y las patas a la hoja (D). El estroma fúngico está penetrando desde la región basal de la cabeza de la hormiga (C). FuenteAndersen et al., 2009

Casos de hongos similares

  • Ophiocordyceps sinensis infecta a las orugas de la polilla fantasma, emergiendo de sus cabezas en forma de un cuerno similar al de un unicornio. La combinación de la cáscara de la oruga y el hongo se utiliza en la medicina tradicional tibetana y china como un refuerzo inmunológico en el tratamiento del cáncer, así como también como un afrodisíaco.
Oruga infectada por Ophiocordyceps sinensisFuente: Freepik
  • Entomophthora muscae induce a las moscas infectadas a elevarse a cierta altura, donde se adhieren por la boca a una planta y adoptan una postura de muerte con el abdomen hacia arriba, lo que facilita la dispersión de esporas.
Mosca infectada por Entomophthora muscaeFuente: Infobae
  • Massospora cicadina impregna a las cigarras con drogas alucinógenas y causa que se les caiga parte del abdomen, haciendo que se contorsionen hasta la muerte con el trasero expuesto, lo que facilita la dispersión de esporas.
Cigarra infectada por Massospora cicadinaFuente: Entheome.org

¿Podrían estos hongos afectar a los humanos?

Aunque es poco probable, preocupa el aumento potencial de su poder y acción con el calentamiento global, lo que podría afectar a diversas especies.

En los humanos, la entrada del hongo al torrente sanguíneo puede manifestarse con síntomas similares a una infección bacteriana. Mientras que una persona sana puede combatirlos eficazmente, alguien con el sistema inmunológico debilitado puede experimentar síntomas más graves.

Conclusiones

Se espera que estos hallazgos tengan aplicaciones prácticas, como la creación de insecticidas biológicos para controlar plagas, como la hormiga carpintera, capaz de dañar estructuras al excavar en madera húmeda.

Este ejemplo muestra cómo el mundo microbiano puede ofrecer beneficios tangibles para la humanidad.

Bibliografía

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