あなたの意識的な脳が見ている間、あなたの体が操り人形のように操られていると想像してみてください。一部の種のアリにとって、この一見 SF のようなシナリオは頻繁に現実のものとなります。ほんの一握りの菌類は、昆虫宿主の神経系をハイジャックし、その組織に侵入してその動きを指示しながら、生物を内側からゆっくりと食べていくという独自の能力を持っています.
ペンシルベニア州立大学の研究者は最近、寄生のこのユニークな例の背後にある忘れられない詳細を発見しました。真菌種複合体の使用 Ophiocordyceps unilateralis 、研究者のマリデル・フレデリクセンと彼女の同僚は、微視的な菌類の胞子がアリの体を引き継ぐようになる程度を示しました。 Oの胞子の場合。ユニラテリス オオアリの一種 (Camponotus castaneus )、それは昆虫の外骨格を貫通し、自由浮遊細胞として循環系に入ります。わずか 16 ～ 25 日で、菌がアリの体全体に広がります。細胞の集合体は、アリが光に向かって上に登るように誘導し、その顎を葉に固定します。その後、真菌は宿主を殺し、新しい胞子を放出して感染のサイクルを続けます。しかし、アリの体内への真菌の侵入の程度については疑問が残ります.
Fredericksen は、最先端の顕微鏡技術を使用して、アリの体内での真菌の成長を詳細に示しました。 O のセル。一側性 集合的に菌糸体と呼ばれる複雑な多細胞ネットワークに成長し始め、アリの顎と足の内側に集中します.驚くべきことは、豊富な真菌細胞に囲まれているにもかかわらず、脳が保存されていることです.
では、菌類はどのようにしてアリの体を「乗っ取る」のでしょうか?菌類は操り人形師のように働き、アリを内側から目的の場所に移動させますか?細かいスケールの画像は、繊維状の真菌細胞が劣化した筋線維の間で成長し、互いに融合することによって協力し始めることを示しています.これは菌類の奇妙な世界では一般的な現象です。単一の個体、または複数の個体からのフィラメント状の細胞が融合して、時には数百の相互接続を持つ細胞の複雑なネットワークを作成できます。 Oの場合。一側性 、これはアリの体の操作を同期させる手段である可能性があります – 一種の「アリゾンビ」.
アリの手足を直接動かすのではなく、O.一側性 宿主の行動を支配するように設計された、二次代謝産物と呼ばれる化学物質のカクテルを分泌します。さらに不気味なことに、真菌の化学的プロファイルは、感染しているアリの組織によって異なるため、真菌は脳と筋肉を検出します。なぜ真菌が脳にコロニーを形成するのを避けるのかはまだ謎ですが、異なる代謝産物プロファイルからの間接的な証拠は、真菌が化学信号を介してアリの既存の神経系の制御を掌握し、本質的に昆虫を人質に内側から外に奪うことを示唆しています.
興味深いことに、O.一側性 完全にユニークというわけではなく、驚くほど類似した行動を示す遠縁の寄生虫の例があります。これらの類似点は、「収斂進化」の極端な例です。これは、鳥とコウモリの羽の比較によって最もよく例証される生物学的現象です。何百万年にもわたる進化の後、鳥とコウモリの手足の形態は、遠く離れた 2 つの門から来ているにもかかわらず、飛行という共通の目標を達成するために互いによく似ています。収斂進化の例は生命の木全体に何百と存在しますが、宿主の免疫システムをハイジャックする寄生虫の能力はおそらく最もユニークです。 O.一側性 宿主の同様の行動操作を引き起こす唯一の生物ではありません:真菌 Pandora foricae と顕微鏡ワーム Dicrocoelium dendriticum 驚くほど似たライフスタイルを持っています。
幸いなことに、真菌の脳を制御するメカニズムは、標的の人間にまで進化していません (まだ!)。ただし、O.一側性 特定のアリの種と組織を標的にすることができ、人間の健康に重要な意味を持つ可能性があります。多発性硬化症や脳性麻痺などの一部の衰弱性疾患の症状には、脳-ニューロン-筋肉伝達チェーンの損傷が関与しています。 O.一側性 は、特定の二次代謝産物を使用して宿主の動きを化学的に誘導し、神経筋障害を持つ個人の症状を緩和する新薬への道を開く可能性があります。特定の組織への標的薬物送達の改善されたメカニズムは、より適切な抗がん治療から一般的な抗生物質まで、広範囲に及ぶ可能性があります.
参照:
- Fredericksen, M.、Zhang, Y.、Hazen, M.、Loreto, R.、Mangold, C.、Chen, D.、Hughes, D. (2017).三次元視覚化と深層学習モデルにより、行動操作されたアリの複雑な真菌寄生虫ネットワークが明らかになりました。 全米科学アカデミーの議事録 、114(47)、pp.12590-12595。
