La famiglia di Leonarda è abituata a vivere in alto, ma forse per il piacere di esplorare, forse perché spinta da qualche impulso misterioso, eccola scendere verso il basso fra i giochi di luci ed ombre che rendono misterioso ed affascinante il mondo fra le fronde degli alberi della foresta pluviale thailandese.
Leonarda è una giovane operaia (dall’apparato riproduttore femminile atrofizzato, come è normale che sia per le operaie della sua specie) sana e robusta e cammina sicura e senza difficoltà fra le meraviglie offerte dal microhabitat intorno a lei. Ma la sua curiosità è olfattiva più che visiva, per cui non fa caso al fungo che sporge come un lungo e macabro vessillo dal cranio del cadavere di un suo simile.
Leonarda è una formica carpentiere della specie Camponotus leonardi, e per le formiche la morte di un singolo individuo è poca cosa. Quindi non fa caso al la compagna morta, e nemmeno al fungo che esce beffardamente dalla sua testa.
Così come non fa caso alle spore di quel fungo, l’Ophiocordyceps unilateralis, che gli si infilano negli spiracoli respiratori (se volete fare un’analogia con noi umani, pensateli come analoghi alle narici, ma minuscoli e situati nel torace e nell’addome).
Continuando a fare analogie possiamo dire che le spore dei funghi corrispondono ai semi delle piante, il loro compito, sia dei semi che delle spore, è germinare quando trovano l’ambiente adatto e dar vita ad un nuovo individuo.
Sempre meno formica e sempre più fungo
Il microclima ideale per lo sviluppo di questo fungo è una zona umida ed ombrosa a una temperatura tra i 20° e i 30°, preferibilmente a 25 cm dal suolo. Invece, come ho già detto, Camponotus leonardi vive generalmente in cima agli alberi in un ambiente decisamente più caldo, secco e luminoso.
Eppure questa differenza di habitat non è un problema per il fungo perché una volta che una o più spore si infilano negli spiracoli della vittima ecco che, come nelle trame dei un film horror di David Cronenberg e George A. Romero o del videogioco “The last of Us” per PS4, questi piccolisimi “semini” si impadroniscono del corpo della formica e la trasformano in una sorta di zombi (“The last of us” è infatti ispirato, molto liberamente, all’interazione fra i protagonisti della nostra storia – però nel gioco le vittime non sono formiche ma esseri umani).
Avevo detto che Leonarda,la protagonista della mia storia introduttiva era una giovane sana agile e robusta che si muoveva senza dificoltà ma ora la vediamo camminare “zoppicando” perché le spore di O. unilateralis stanno raggiungendo i tessuti relativamente deboli della formica e un nuovo fungo comincia a svilupparsi. E quando il fungo è pronto a produrre nuove spore i suoi miceli raggiungono il cervello della formica producendo sostanze che attaccano il cervello e il sistema nervoso, alterano le sue reazioni ai feromoni e gestiscono il comportamento della formica che, trasformata in zombi è costretta a cercare e raggiungere il microclima adatto al fungo.
Il parassita cresce lentamente riempendo il corpo dell’insetto che diventa sempre meno formica e sempre più fungo. all’inizio la formica si comporta normalmente, si nutre ed interagisce con il resto della colonia. Ma dopo un periodo che va dai 3 ai 10 giorni il fungo prende il controllo completo e costringe la vittima ad allontanarsi dalla colonia e scendere, o meglio a cadere a causa delle convulsioni, dalla cima degli alberi fino a raggiungere il posto più adatto alla crescita del fungo, di solito sulla pagina inferiore di una foglia.
A questo punto le cellule del fungo che si sono moltiplicate nella testa dell’insetto provocano il distacco delle fibre all’interno dei muscoli che aprono e chiudono le mandibole delle formiche questo determina uno spasmo che fa serrare le mandibole sulla venatura di una foglia (il morso della morte), la formica rimane quindi ancorata stabilmente ed il fungo che adesso ha trovato l’ambiente ideale per svilupparsi al di fuori dell’insetto, non ancora soddisfatto di tutto quello che gli ha già combinato, uccide l’ospite con un veleno.
Lo spettacolo horror si conclude qualche giorno più tardi; il fungo cresce facendo uscire dalle giunture delle zampe le ife che ancorano ancor più saldamente l’insetto alla foglia e attraverso la sommità della testa della formica fa uscire il corpo fruttifero (carpoforo o stroma) dall’aspetto di un lungo corno. Lo stroma rilascia le spore che verranno raccolte da altre formiche carpentiere di passaggio nel raggio di un metro quadrato – la killing zone.
Eventi dell’infezione di Ophiocordyceps unilateralis ai danni di Camponotus leonardi.
A – Una formica morta da 48 ore, con crescita di ife (Hy) visibile dalla membrana intersegmentale e dalle antenne. L’inizio dello stroma (S) è evidente alla base della testa (AI). La crescita fungina è evidente (AII) e include un mix di cellule simili al lievito e ife, ma le strutture di supporto cuticolare interne (C) sono intatte (AIII).
B – Dopo 9 giorni, un lungo stroma protrude dalla base della testa, e sia la formica che il punto d’ancoraggio vengono ricoperte con una matrice di ife (BI). Lo stroma è costituito da ife molto fitte, che continuano nella testa stessa (BII). Le fibre muscolari (M) sono ancora distinguibili in questo stadio, ma appaiono collassate (BIII).
C – Lo stroma di O. unilateralis (CI) con il peritecio (P) qualche settimana dopo la morte dell’ospite. I tessuti fungini all’interno della testa della formica iniziano a staccarsi dalla cuticola (CII), ma la struttura muscolare è ancora in parte intatta e cellule simili al lievito sono posizionate tra le fibre rimanenti, apparentemente a supporto della struttura; la cuticola esterna è intatta (CIII).
(Immagine tratta da “The life of a dead ant: the expression of an adaptative extended phenotype” Sandra Andersen et al., 2009.)
Gusti e preferenze
Questo fungo è stato scoperto da un naturalista britannico Alfred Russel Wallace nel 1859, mentre la più antica prova conosciuta è stata rinvenuta in una foglia fossilizzata di 48 milioni di anni
Il nome del genere – Ophiocordyceps – deriva dal greco kordýle = clava e dal suffisso latino –ceps (da caput, capitis) = capo, testa, ovvero con il capo a forma di clava. L’epiteto specifico unilateralis deriva dal latino e significa “che si sviluppa solamente in un senso“.
Ma questo rapporto a dir poco agghiacciante fra fungo e formica non avviene solo in Thailandia. Alcune formiche infette sono state osservate anche negli USA mentre nella foresta pluviale nel sud-est della regione di Minas Gerais in Brasile sono state scoperte quattro specie di Ophiocordyceps ognuna delle quali parassita preferenzialmente una diversa specie di formica (Camponotus rufipes, C. balzani, C. melanoticus e C. novogranadensis).
Oltre alle differenze morfologiche, questi funghi parassiti si distinguono per le differenze di attacco dell’ospite: alcuni creano una sorta di “spillone” infettivo che spunta dal corpo dell’insetto e che contagia le formiche di passaggio, altri invece hanno sviluppato delle “spore esplosive” sugli insetti parassitati che “esplodono” e colpiscono le formiche sane che si avvicinano al cadavere, infettandole.
Inoltre sono stati trovati altri funghi che invece delle formiche preferiscono cavallette, falene, mantidi o grilli.
formica cavalletta
I nemici dei nemici…
Procedendo nella lettura di quanto ho scritto finora credo che in molti di voi la simpatia per le povere formiche carpentiere sarà aumentata gradualmente e di pari passo con l’odio verso il fungo, questo succede perché siete umani. Invece gli scienziati – anch’essi fondamentalmente umani, ma di un tipo diverso – sono più interessati alla biologia del fungo e alla ricerca di applicazioni pratiche per crearne un’arma biologica, infatti molte specie di formiche carpentiere sono considerate nocive perché possono causare danni strutturali agli edifici in legno, in cui scavano i loro nidi.
E quindi ci mettiamo pure noi (delegando gli scienziati) a dar man forte al macabro creatore di zombie a sei zampe.
E le formiche chi le aiuta?
Prima di tutto loro stesse: ripulendosi a vicenda si liberano di molti nemici microscopici, comprese le spore fungine prima che riescano ad introdursi nelle vittime.
Ma hanno un forte alleato in un altro fungo; un fungo iperparassita, ovvero parassita del parassita, che avendo un forte effetto di “castrazione chimica” del fungo assassino ne limita significativamente la diffusione. Secondo David P. Hughes, professore Associato di Entomologia e Biologia del Centro delle dinamiche delle malattia infettive presso la Penn State University negli Stati Uniti “il fungo iperparassitico castra efficacemente il fungo delle formiche zombie in modo che non può diffondere le sue spore. Impedendo questa diffusione, meno formiche si trasformeranno in zombie.“
Gli studi del suo gruppo di lavoro hanno messo in evidenza che soltanto il 6,5% degli organi che producono spore nel fungo delle formiche zombie erano funzionanti. “Anche se ci sono un sacco di formiche zombie morte e infette nelle vicinanze, solo alcune delle spore del fungo delle formiche zombie maturerà e sarà grado di infettare le formiche sane” ha sottolineato il professor Hughes. “la nostra ricerca indica che il pericolo per la colonia di formiche è molto più piccolo di quanto possa suggerire la densità di cadaveri di formiche zombie nei dintorni (il cimitero delle formiche)“.
E non finisce qui, gli stessi scienziati hanno osservato anche piccoli insetti che depongono le uova nel cadavere della formica infetta, permettendo alle loro larve di mangiare il fungo assassino. “Ma intervengono dopo che la formica è morta!” obietterete voi. Si, però in questo modo salvano altre formiche ancora vive.
Ora si che siamo più tranquilli, le formiche carpentiere non sono abbandonate a se stesse, ed anche il più macabro degli assassini trova la “giusta punizione” da parte di qualcuno “più cattivo” di lui.
Giustizia è fatta!
Per concludere vi lascio i link a 3 video sull’argomento:
– uno (in inglese) di National Geographic:
https://www.youtube.com/watch?v=vijGdWn5-h8
– uno (in inglese) di BBC wildlife realizzato dal divulgatore scientifico e naturalista britannico David Attenborough:
https://www.youtube.com/watch?v=XuKjBIBBAL8
– e uno (in italiano) della serie “SCIENZA BRUTTA” del giovane chimico organico – e youtuber – Barbascura X:
https://www.youtube.com/watch?v=gOqcPS0bVL4&t=340s
di quest’ultimo la parte che ci interessa dura un solo minuto circa e va dal minuto 3:30 al minuto 4:34, ma consiglio di guardare tutto il video (dura 24:37 minuti)
[dr. Giuseppe Natalizio]
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