Was bringt Zombie-Ameisen dazu, zu gehorchen?

Hier ist eine tote Zombieameise, eine tropische Tischlerameise in Thailand, die von einem parasitären Pilz getötet wurde. Auf seinem Kopf befindet sich ein Pilzfruchtkörper, der Sporen enthält, die später andere Ameisen infizieren. Bild überDavid P. Hughes, Penn-State-Universität.


Gestern (8. November 2017) haben Forscher der Penn State University neue Informationen über eines der seltsamsten Naturphänomene der Erde veröffentlicht: Zombie-Ameisen. Dies sind Tischlerameisen in tropischen Gebieten, infiltriert und kontrolliert vonOphiocordyceps unilateralis sensu lato, manchmal genanntZombie-Ameisenpilz. Dieser pilzartige Körperfresser zwingt Ameisen in ein Waldunterholz und zwingt sie, auf die Vegetation zu klettern und in die Unterseite von Blättern oder Zweigen zu beißen, wo die Ameisen sterben. Die Invasion gipfelt in der Keimung eines sporenbeladenen Fruchtkörpers aus dem Kopf einer toten Ameise. Der Pilz profitiert davon, weil infektiöse Sporen auf den Boden darunter abgegeben werden, wo sie andere futtersuchende Ameisen infizieren können. Die neue Forschung zeigt, dass der Pilzparasit all dies leistetohnedas Gehirn der Ameisen infizieren.

Stattdessen zeigt die neue Arbeit, dass der Zombie-Ameisenpilz Muskelfasern im ganzen Körper der Ameise umgibt und in sie eindringt. Die Studie hat gezeigtO. unilateralis s.l.Zellen, die im Kopf, im Brustkorb, im Bauch und in den Beinen einer Wirtsameise vorhanden sind. Außerdem schien ein Großteil dieser Pilzzellen miteinander verbunden zu sein. Sie schienen ein 3-D-Netzwerk zu bilden, das, so glauben die Forscher, das Verhalten der Ameise kollektiv kontrollieren könnte.


Maridel Fredericksen(@delfreddyon Twitter) war Masterstudent in Entomologie an der Penn State und ist heute Doktorand am Zoologischen Institut der Universität Basel, Schweiz. Sie ist Hauptautorin der neuen Forschung. Ihr Team infizierte zuerst Ameisen mitO. unilateralis s.l., dann gebrauchtserielle Blockflächen-Rasterelektronenmikroskopie3D-Visualisierungen zu erstellen, mit dem Ziel, die Verteilung, Häufigkeit und Interaktionen der Pilze im Körper der Ameisen zu bestimmen.David Hughes, außerordentlicher Professor für Entomologie und Biologie an der Penn State – bekannt für seine früheren Studien über Zombie-Ameisen – sagte, der Einsatz dieser Technologie habe den Forschern einen Durchbruch im Verständnis ermöglicht, warum sich Zombie-Ameisen so verhalten, wie sie es tun. Er sagte:

Wir fanden, dass ein hoher Prozentsatz der Zellen in einem Wirt Pilzzellen waren. Im Wesentlichen waren diese manipulierten Tiere ein Pilz in der Kleidung von Ameisen.

Die Forschung zeigte, dass, obwohl sich Pilzzellen direkt außerhalb des Gehirns konzentrierten, von diesen Forschern keine Pilzzellen im Gehirn der Ameisen gefunden wurden. Hughes sagte:

Normalerweise wird das Verhalten bei Tieren durch das Gehirn gesteuert, das Signale an die Muskeln sendet, aber unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Parasit das Verhalten des Wirts peripher kontrolliert. Fast wie ein Puppenspieler an den Fäden zieht, um eine Marionettenbewegung auszuführen, kontrolliert der Pilz die Muskeln der Ameise, um die Beine und Mandibeln des Wirts zu manipulieren.




Dieses Bild ist eine 3D-Rekonstruktion eines Unterkieferadduktorenmuskels der Ameise (rot), der von einem Netzwerk von Pilzzellen (gelb) umgeben ist. Bild über Hughes Laboratory / Penn State.

Die Forscher sagten, dass, obwohl das Gehirn der Ameise nicht von Pilzzellen befallen wird, frühere Arbeiten gezeigt haben, dass das Gehirn durch den Parasiten chemisch verändert werden könnte. Hughes sagte:

Wir gehen davon aus, dass der Pilz das Gehirn konserviert, damit der Wirt überleben kann, bis er sein letztes Beißverhalten ausführt – diesen kritischen Moment für die Reproduktion des Pilzes. Aber wir müssen zusätzliche Forschung betreiben, um die Rolle des Gehirns zu bestimmen und wie viel Kontrolle der Pilz darüber ausübt.

Wenn Ameisen tot werden. Diese Ameise wird von einem Zombie-Ameisenpilz manipuliert, der in die Unterseite eines Zweiges beißt – ihr letzter Akt vor dem Sterben und wird zu einer Plattform für die Vermehrung von Pilzen. Bild über Kim Fleming/Penn-Staat.


Endeffekt:Ophiocordyceps unilateralis sensu lato, manchmal genanntZombie-Ameisenpilz, dringt nicht in die Gehirne von Ameisen ein. Stattdessen dringt es in ihre ganzen Körper ein und bildet ein miteinander verbundenes 3D-Netzwerk, das die Ameise zwingt, ihren Anweisungen zu folgen.

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