Ny viden om svampen der forvandler 60-80% af fluerne i dit hjem til zombier

Hvad kan vi lære af den svamp, der æder de fleste af fluerne i dit hjem op indefra, gør dem til zombier for dernæst at lokke andre fluer til nekrofilt samleje? Muligvis en hel del ifølge forskere fra Københavns Universitet.

Henrik De Fine Licht har i en del år forsket i denne helt specielle svamp, flueskimmel (på latin: Entomophthora muscae), som overtager fluers adfærd, inden de slår dem ihjel.

Senest er han og en række amerikanske forskerkolleger lykkedes med at kortlægge svampens genom, hvilket i sig selv er en bedrift, fordi der er tale om et kæmpestort genom, der er cirka 25 gange større end de fleste andre svampes. Målet er at lære, hvordan svampen er i stand til at lave sin manipulation af fluers adfærd.

”Genomet er jo et katalog over alle de gener, der findes i svampen, og de fortæller noget om, hvad organismen kan. Med sådan et katalog kan vi meget bedre kigge på, hvilke gener der er aktive i fluehjernen, når svampen bringer den i denne her zombielignende tilstand. På den måde kommer vi forhåbentlig til at forstå, hvordan den kan gøre så vild en ting,” siger lektor Henrik De Fine Licht fra Institut for Plante- og Miljøvidenskab.

Det nye studie er udkommet i det videnskabelige tidsskrift eLife.

Gør bananfluer og stuefluer nekrofile

Flueskimmel vokser udelukkende i fluer. Én underart af svampen er specialiseret i stuefluer, mens en anden bruger bananfluer som værter. Det gælder den underart, som forskerne har sekventeret genomet af i dette studie.

”Forskning har vist, at helt op mod 60-80 procent af de fluer, der flyver rundt i en given stue eller kostald, kan være inficeret med denne her svamp. Man finder typisk zombiefluer, hvis man støder på en død flue, som sidder på et vindue omgivet af en hvid ring af sporer,” siger Henrik De Fine Licht.

Når svampen har inficeret en flue, æder den fluen op indefra over en uges tid, mens fluen er i live. Når alle næringsstofferne er ved at være spist op, vokser svampen ind i hjernen og begynder at overtage fluens adfærd. Den får fluen til at klistre sig fast på fx en plante eller et vindue så højt oppe som muligt.

”På det her tidspunkt består næsten hele kroppen af svampemasse, og til sidst stopper alle de normale processer i fluen. I løbet af et par timer vil svampen så begynde at skyde svampesporer ud af fluens bagkrop. I den proces udskiller den også nogle kemiske duftstoffer, som lokker raske fluer til. Når de kommer tæt på, prøver de at parre sig med de døde fluer, og så kan sporerne vokse ind i den raske flue, og processen gentages,” forklarer forskeren.

Generne giver ny viden om svampens unikke egenskaber

På trods af at selve livscyklussen er velbeskrevet, ved man endnu meget lidt om, hvordan den kan lade sig gøre. Det kan den nye kortlægning af svampens genom formentlig kaste lys over.

I det nye studie har forskerne – som også tæller biologer fra Harvard University - bl.a. opdaget, at svampen har nogle særlige gener, som giver zombietilstanden den rette timing:

”Adfærdsmanipulationen begynder altid i skumringen. Det tror vi er en tilpasning fra svampens side, fordi luftfugtigheden er højere om natten, så det er et bedre tidspunkt for svampen at afskyde sine smitsomme sporer, som ellers er tilbøjelige til hurtigt at tørre ud. Vi ved nu, at svampen har gener, som koder for lysfølsomme proteiner, og vi har en formodning om, at svampen – i lighed med andre organismer – bruger mængden af lys til at vide, hvad ”klokken” er. Dette tror vi er vigtigt for den mekanisme, der bestemmer timingen for adfærdsmanipulationen,” siger sidsteforfatter Carolyn Elya fra Harvard University.

Derudover viser genomet, at svampen har mange kopier af enzymer, der er gode til at nedbryde den hårde skal lavet af sukkerstoffet kitin, som man finder på insekter.

”Dette viser, at den har en unik evolutionær tilpasning til lige netop at vokse og leve i insekter. Selvom det ikke er overraskende, er det nu for første gang verificeret,” siger Carolyn Elya.

Måske fremtidens psykofarmaka

Selvom af der er tale om grundforskning, vurderer Henrik De Fine Licht, at der er flere nyttige måder for os mennesker at bruge svampen på i fremtiden, hvis forskerne bliver endnu klogere på dens hemmeligheder:

”At forstå hvordan menneskehjernen fungerer i forhold til adfærd er tit en udfordring, fordi det er svært at måle præcist. Men her har vi et system med en meget defineret adfærd, som vi ved er styret af en svamp i hjernen på et insekt. Hvis vi forstår, hvordan svampen gør det, så kan vi begynde at kortlægge hele rækkefølgen fra gener og molekyler til adfærden,” siger forskeren og fortsætter:

”Og så kan man måske lade sig inspirere af de kemiske stoffer og bestemte mekanismer, som svampen bruger til at manipulere fluens adfærd med, når man fx designer ny medicin mod sindslidelser hos mennesker.”

I en anden boldgade er muligheden for at bruge flueskimmelsvampen som biologisk skadedyrsbekæmpelse. For en af ulemperne både ved kemiske pesticider og ved de svampebaserede insektmidler, der findes på markedet i dag, er, at de angriber mange forskellige insekter. Her kan svampens specialiserede adfærd gøre en forskel.

”Oftest ønsker man jo kun at fjerne skadedyrene, mens man har ikke lyst til også at ramme honningbier eller andre insekter, som er nyttige for os. Så hvis det kunne lykkes at udvikle et insektmiddel baseret på denne svamp, som har den store fordel, at den udelukkende angriber én flueart, ville det jo være meget, meget attraktivt,” slutter Henrik de Fine Licht.

OM STUDIET

• Ud over Henrik De Fine Licht og Carolyn Elya er forskerne bag studiet: Jason E. Stajich fra University of California-Riverside, USA; Brian Lovett fra USDA-ARS, USA; Emily Lee og Benjamin L. de Bivort fra Harvard University, USA, Ann E. Hajek fra Cornell University, USA samt Angie M. Macias og Matt T. Kasson fra West Virginia University, USA.
  
  

• Forskningsartiklen om studiet er udgivet i tidsskriftet eLife.