Hmyzomorka muší je houba, která – jak už naznačuje její jméno – napadá mouchy. Nejprve je nakazí, pak ovládne jejich nervový systém a změní je v „zombie“, tedy řídí jejich chování. A nakonec donutí zdravé mouchy k nekrofilnímu páření se s mrtvým exemplářem. Vědci z Kodaňské univerzity v novém výzkumu představili genetické triky této houby.
Popsat genom této parazitické houby se povedlo teprve nedávno. Podařilo se to americkým vědcům, kteří byli z výsledků nadšení: je totiž výjimečný v tom, že je asi pětadvacetkrát větší než u většiny jiných hub. Tohoto přelomu využili dánští biologové, kteří na zámořský výzkum navázali. Zajímalo je, jak vypadá genetický mechanismus, pomocí něhož houba dokáže mouchu ovládat a řídit její chování jako lidský žokej závodního koně.
Henrik de Fine Licht, který tento výzkum vedl, se zaměřil na poddruh plísně, jenž se specializuje na napadání pouze jediného druhu mouchy, a to na octomilku. Vědci pod Lichtovým vedením si ji vybrali proto, že octomilky jsou skvěle popsaným organismem, který se desítky let využívá v laboratořích po celém světě – a věda o něm ví první, poslední. Označují se jako takzvaný modelový organismus.
- Modelový organismus je intenzivně zkoumaný organismus, jehož zkoumání neslouží jen k poznání jeho samého, ale je systematicky používáno k probádávání a popisování obecnějších jevů a odvozování vlastností a vztahů platících pro jiné organismy.
Jak odhalit zombie-mouchu
„Výzkum ukázal, že touto houbou může být infikovaných až šedesát až osmdesát procent much, které poletují v místnosti nebo ve stáji. Člověk si jich nejčastěji všimne, když narazí na mrtvou mouchu sedící na okně obklopenou bílým kruhem spor,“ popisuje de Fine Licht.
Jakmile houba mouchu infikuje, začne ji konzumovat. Využívá její vnitřnosti pro získávání živin, a díky nim zase víc roste a může se uvnitř hmyzu množit. Octomilka je přitom celou tu dobu naživu; teprve, když jí začne docházet energie, a přiblíží se tak okamžik jejího konce, začne houba manipulovat s mozkem, popsali vědci v novém výzkumu. A ovládá octomilku natolik dobře, že je schopná řídit její chování.
Moucha ovlivněná hmyzomorkou se přilepí na rostlinu nebo okno, a pokusí se přitom dostat, co nejvýš to jde.
„V tomto okamžiku se už téměř celé její tělo skládá z houbové hmoty. Nakonec se všechny běžné procesy mouchy zastaví. Během několika hodin začne houba vystřelovat ze zadní části těla mouchy houbové spory. Při tomto procesu současně vylučuje chemické vůně, které přitahují zdravé mouchy. Jakmile se přiblíží, snaží se spářit s mrtvou mouchou, což umožní sporám prorůst do zdravé mouchy a nakazit i ji – a celý proces se opakuje,“ vysvětluje dánský vědec.
Dokonalé načasování
Celý tento proces a životní cyklus hmyzomorky je už popsaný poměrně dlouho a značně detailně – jenže ne na genetické úrovni. To umožnil právě až nedávný výzkum, který vytvořil genetický atlas této houby.
V nové studii skupina vědců například zjistila, že houba má několik jedinečných genů, které umožňují, aby „zombifikace“ mouchy proběhla v dokonalém načasování. „Manipulace s chováním začíná vždy za soumraku. Myslíme si, že je to pro houbu výhodné, protože v noci je vyšší vlhkost. Proto je to lepší doba pro uvolnění infekčních spor, které jsou jinak náchylné k vysychání. Teď navíc víme, že houba má geny, které kódují proteiny citlivé na světlo,“ popisuje Carolyn Elyaová z Harvardovy univerzity, která se na výzkumu také podílela.
„Domníváme se, že stejně jako u jiných organismů by houba mohla využívat světelné signály k určování času. Jedná se tedy o důležitý klíč k mechanismu, jenž je základem manipulace s přesným načasováním změny chování,“ dodává.
Genom navíc prokázal, že parazitická houba má mnoho kopií enzymů, které dobře rozkládají tvrdé chitinové schránky hmyzu. „To nám říká, že hmyzomorka má jedinečnou evoluční adaptaci na růst a život v prostředí hmyzu. Není to sice překvapivé, ale teď jsme to poprvé ověřili,“ poznamenává Elyaová.
Možné využití „zombifikace“
Tato studie byla pouze takzvaným základním výzkumem. To znamená, že pouze popsala genetické základy složitých procesů a nekladla si žádné ambice na praktické aplikace výsledů. Přesto autoři už nad možným využitím uvažují. De Fine Licht si myslí, že existuje rovnou několik způsobů, jak by lidé mohli v budoucnu využít znalosti této houby.
Podle biologa má věda stále ještě zásadní problém v tom popisovat a analyzovat fungování nejsložitějšího útvaru ve známém vesmíru – tedy lidského mozku. Je příliš velký, příliš složitý... Jenže při „zombifikaci“ octomilky se děje spousta nesmírně zajímavých procesů na ohraničeném a dobře popsaném prostoru.
Změny chování nervové soustavy jsou přitom způsobené mechanismem, který lze relativně snadno pochopit. „Pokud pochopíme, jak houba funguje, můžeme začít mapovat celou sekvenci od genů a molekul až po chování,“ říká vědec.
To je podle něj teprve začátek: „A pak se lze inspirovat chemickými látkami a určitými mechanismy, které houba využívá k manipulaci s chováním mouchy, například při navrhování nových léků na duševní choroby u lidí.“ Nabízí se podle něj samozřejmě i poněkud kontroverzní možnost využití houby pro biologickou kontrolu škůdců. Jednou z nevýhod chemických pesticidů i fungicidů, které jsou dnes na trhu, totiž je, že napadají mnoho druhů hmyzu. Ale tady má věda k dispozici organismus, jenž umí napadat jen jediný druh škůdce.
