Ophiocordyceps unilateralis

Ophiocordyceps unilateralis

Eine mit Ophiocordyceps unilateralis infizierte Ameise beißt sich auf der Unterseite eines Blattes fest. Das untere Bild ist um 180° gedreht, um Einzelheiten besser zu zeigen.

Systematik
Klasse:Sordariomycetes
Unterklasse:Hypocreomycetidae
Ordnung:Krustenkugelpilzartige (Hypocreales)
Familie:Ophiocordycipitaceae
Gattung:Ophiocordyceps
Art:Ophiocordyceps unilateralis
Wissenschaftlicher Name
Ophiocordyceps unilateralis
(Tul.) Petch

Ophiocordyceps unilateralis ist eine parasitäre Pilz-Art, die auf Ameisen wächst und deren Verhalten so manipuliert, dass der Wirt keine Kontrolle über seinen eigenen Körper hat.

Merkmale

Durch die pantropische Verbreitung und das Vorkommen auf verschiedenen Wirtsarten ist der Pilz sehr variabel und es sind mehrere Anamorphe beschrieben.[1] Die Fruchtkörper bestehen aus einer drahtigen, aber biegsamen dunkel pigmentierten Keule, die direkt aus der Rückseite des Kopfes der verendeten Ameise wächst. Seitlich befindet sich die Fruchtschicht in Form von Platten, das Stroma, in dem Perithecien gebildet werden, aus denen die relativ großen Sporen freigegeben werden.[2] Bei manchen Formen erscheinen die Platten mit den Perithecien endständig, bei anderen verfließen sie ineinander und es bildet sich ein Köpfchen.[1]

Ökologie und Verbreitung

Die Pilzsporen keimen auf dem Exoskelett von Ameisen. Befallen werden vor allem Camponotus leonardi, aber auch andere Vertreter der Rossameisen und Arten von Polyrhachis.[2] Allerdings handelt es sich wahrscheinlich um mehrere Arten (siehe Systematik). Die Hyphen dringen in den Körper des Insekts ein und bilden ein röhrenförmiges Gerüst innerhalb und um die Muskeln der Tiere. Bioaktive Verbindungen stören das Nervensystem der Ameise und kontrollieren die Muskeln der Opfer. Das Insekt bewegt sich nach einer Infektionsperiode von drei bis sechs Tagen an einen Platz, der für den Pilz optimale Lebensbedingungen bietet, und stirbt dort. Der Pilz manipuliert die Ameise so, dass sie sich auf Oberflächen wie Blattunterseiten oder Rinden festbeißt. Dieses Verhalten wird als erweiterter Phänotyp des Pilzes gedeutet, da das Festbeißen eine Ortsfixierung für den Pilz bedeutet und optimierte Umweltbedingungen für die Fruchtkörperentwicklung schafft.[2] Oft werden hohe Dichten an toten Ameisen in tropischen Wäldern beobachtet, sodass diese Funde als Friedhöfe bezeichnet werden. Der Pilz bildet nun die Fruchtkörper und neue Sporen.[3] Die für eine Windverbreitung zu schweren Sporen fallen zu Boden, bilden dort Sekundärsporen, infizieren vorbeilaufende Ameisen und schließen so den Zyklus.[4] Die Ameisen bauen als mutmaßliche Ausweichstrategie ihre Nester meist weit oben in den Baumkronen und kommen nur selten auf den Boden, wo die Infektionsgefahr am größten ist, da der Pilz hohe Luftfeuchte benötigt. Der Pilz kommt weltweit in tropischen und subtropischen Wäldern vor.[1] In der Grube Messel wurden 48 Millionen Jahre alte Fossilfunde von Ameisen gefunden, die sich in Blätter verbissen haben, was das Alter dieser Verhaltensmanipulation unterstreicht.[5]

Systematik

Ophiocordyceps unilateralis wurde lange wie alle Kernkeulen in die Gattung Cordyceps innerhalb der Clavicipitaceae gestellt. Inzwischen werden die Kernkeulen aber in drei Gattungen in zwei verschiedenen Familien aufgeteilt. Ophiocordyceps unilateralis wird zu den Ophiocordycipitaceae gestellt[6]. Jüngste Untersuchungen zeigen, dass Ophiocordyceps unilateralis ein ganzer Artenkomplex ist. Schon in einem relativ engen Gebiet in Minas Gerais in Brasilien wurden vier vorher zu Ophiocordyceps unilateralis gestellte neue Arten entdeckt, die auf jeweils eine Ameisenart spezialisiert sind.[7]

Medizinisches Potential

Ophiocordyceps unilateralis enthält einige bioaktive Substanzen, die potenzielle Mittel zur Immunmodulation, gegen Tumoren, Hyperglykämie und Hypercholesterinämie darstellen.[8] Sechs bioaktive Naphthochinon-Derivate wurden aus Ophiocordyceps unilateralis isoliert, die in vitro Wirkung gegen Malaria zeigten.[9][10] Es gibt auch Untersuchungen, die rote Naphthochinonpigmente als Farbstoff in der Lebensmittel- oder Kosmetikindustrie zu nutzen.[11]

Mediale Rezeption

In der Videospielreihe The Last of Us infiziert ein Pilz die Gehirne von Menschen und verwandelt sie so in äußerst aggressive, zombieähnliche Lebewesen, die andere Menschen attackieren, um den Pilz zu verbreiten. Die Produzenten gaben an, von Ophiocordyceps unilateralis inspiriert worden zu sein.[12]

Der Autor M. R. Carey veröffentlichte 2014 seinen postapokalyptischen Roman The Girl with All the Gifts, in dem ebenfalls zombieähnliche Mutanten (“Hungries”) von einer Variante von Ophiocordyceps unilateralis befallen sind.[13]

In der sechsten Episode der Fernsehserie Legion wird der Pilz mit Liebe verglichen.[14]

Die Band Blond besang im Song toxic, der im Jahr 2023 auf dem Album Perlen erschien, einen „Zombie-Pilz, [der] Ameisen befällt und einen nie endenden Kreislauf der Vergiftung einläutet“.[15]

Quellen

  • M. B. Pontoppidan, W. Himaman, N. L. Hywel-Jones, J. J. Boomsma, D. P. Hughes: Graveyards on the move: the spatio-temporal distribution of dead ophiocordyceps-infected ants. In: PloS one. Band 4, Nummer 3, 2009, Art. Nr. e4835. doi:10.1371/journal.pone.0004835. PMID 19279680, PMC 2652714 (freier Volltext).
  • H. C. Evans, R. A. Samson: Cordyceps species and their anamorphs pathogenic on ants (Formicidae) in tropical forest ecosystems II. The Camponotus (Formicinae) complex. In: Trans, Br. mycol. Soc. 82, 1984, S. 127–150.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. ↑ a b c H. C. Evans, R. A. Samson: Cordyceps species and their anamorphs pathogenic on ants (Formicidae) in tropical forest ecosystems II. The Camponotus (Formicinae) complex. In: Trans, Br. mycol. Soc. 82, 1984, S. 127–150.
  2. ↑ a b c M. B. Pontoppidan, W. Himaman, N. L. Hywel-Jones, J. J. Boomsma, D. P. Hughes: Graveyards on the move: the spatio-temporal distribution of dead ophiocordyceps-infected ants. In: PloS one. Band 4, Nummer 3, 2009, Art. Nr. e4835. doi:10.1371/journal.pone.0004835. PMID 19279680, PMC 2652714 (freier Volltext).
  3. ↑ Pilze programmieren Ameisen um – schon seit Jahrmillionen. In: Informationsdienst Wissenschaft. 18. August 2010, abgerufen am 31. August 2010.
  4. ↑ H. C. Evans: Mycopathogens of Insects of Epigeal and Aerial Habitats. In: N. Wilding, N. M. Collins, P. M. Hammond, J. F. Webber (Hrsg.): Insect-Fungal Interactions. Academic Press, London 1989, S. 205–238.
  5. ↑ David P. Hughes, Torsten Wappler, Conrad C. Labandeira: Ancient death-grip leaf scars reveal ant–fungal parasitism. In: Biology Letters (The Royal Society). 18. August 2010. 6
  6. ↑ G. H. Sung, N. L. Hywel-Jones, J. M. Sung, J. J. Luangsa-Ard, B. Shrestha u. a.: Phylogenetic classification of Cordyceps and the clavicipitaceous fungi. In: Studies in Mycology. 57, 2007, S. 5–59. doi:10.3114/sim.2007.57.01.
  7. ↑ H. C. Evans, S. L. Elliot, D. P. Hughes: Hidden Diversity Behind the Zombie-Ant Fungus Ophiocordyceps unilateralis: Four New Species Described from Carpenter Ants in Minas Gerais, Brazil. In: PLoS ONE. 6(3), 2011, Art. Nr. e17024. doi:10.1371/journal.pone.0017024.
  8. ↑ J. H. Xiao, J. J. Zhong: Secondary Metabolites from Cordyceps Species and Their Antitumor Activity Studies. In: Recent Patents on Biotechnology. Band 1, Nr. 2, Juni 2007, ISSN 1872-2083, S. 123–137, doi:10.2174/187220807780809454, PMID 19075836 (ingentaconnect.com).
  9. ↑ P. Kittakoopa, J. Punyaa, P. Kongsaeree, Y. Lertwerawat, A. Jintasirikul, M. Tanticharoena, Y. Thebtaranonth: Bioactive naphthoquinones from Cordyceps unilateralis. In: Phytochemistry. Band 52, Nr. 3, Oktober 1999, ISSN 0031-9422, S. 453–457, doi:10.1016/S0031-9422(99)00272-1.
  10. ↑ P. Wongsa, K. Tasanatai, P. Watts, N. Hywel-Jones: Isolation and in vitro cultivation of the insect pathogenic fungus Cordyceps unilateralis. In: Mycological Research. Band 109, Pt 8, August 2005, ISSN 0953-7562, S. 936–940, doi:10.1017/S0953756205003321, PMID 16175796.
  11. ↑ P. Unagul, P. Wongsa, P. Kittakoop, S. Intamas, P. Srikitikulchai, M. Tanticharoen: Production of red pigments by the insect pathogenic fungus Cordyceps unilateralis. In: Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. Band 32, Nr. 4, April 2005, ISSN 1367-5435, S. 135–140, doi:10.1007/s10295-005-0213-6, PMID 15891934.
  12. ↑ Tim Turi: Strife Breeds Strife: Inspiration For The Last Of Us. In: Game Informer. 10. Februar 2012, abgerufen am 7. Mai 2021 (englisch).
  13. ↑ M. R. Carey: The Girl with All the Gifts. Orbit Books, London 2014, ISBN 978-0-356-50015-7.
  14. ↑ Josh Wigler: 'Legion' Star Aubrey Plaza Breaks Down Her "Most Difficult Scene" of the Series. The Hollywood Reporter, 15. März 2017, abgerufen am 9. April 2018 (englisch).
  15. ↑ Radio FM4: Nach Perlen tauchen mit der Formation Blond. Abgerufen am 21. Mai 2023.

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Ophiocordyceps unilateralis.png
Autor/Urheber: David P. Hughes, Maj-Britt Pontoppidan, Lizenz: CC BY 2.5
Ants biting the underside of leaves as a result of infection by O. unilateralis. The top panel shows the whole leaf with the dense surrounding vegetation in the background and the lower panel shows a close up view of dead ant attached to a leaf vein. The stroma of the fungus emerges from the back of the ant's head, and the perithecia, from which spores are produced, grows from one side of this stroma, hence the species epithet. The photograph has been rotated 180 degrees to aid visualization.

Fungus species: Ophiocordyceps unilateralis

Ant species: Camponotus leonardi

doi:10.1371/journal.pone.0004835.g001