Ce qui fait obéir les fourmis zombies

Voici une fourmi zombie morte, une fourmi charpentière tropicale en Thaïlande, tuée par un champignon parasite. Sur sa tête se trouve un corps fructifère fongique contenant des spores qui infecteront ensuite d'autres fourmis. Image via David P. Hughes, Université de Penn State.

Hier (8 novembre 2017), des chercheurs de la Penn State University ont publié de nouvelles informations sur l'un des phénomènes naturels les plus étranges de la Terre: les fourmis zombies. Ce sont des fourmis charpentières situées dans des régions tropicales, infiltrées et contrôlées par Ophiocordyceps unilateralis sensu lato, parfois appelées champignons fongiques zombies . Ce voleur de corps fongique force les fourmis dans un sous-bois et les oblige à escalader la végétation et à mordre le dessous des feuilles ou des brindilles, où les fourmis meurent. L'invasion se termine avec la germination d'un corps de fruit chargé de spores sur la tête d'une fourmi morte. Le champignon en profite donc, car les spores infectieuses sont libérées sur le sol, où elles peuvent infecter d’autres fourmis en quête de nourriture. La nouvelle recherche montre que le parasite fongique accomplit tout cela sans infecter le cerveau des fourmis.

Au lieu de cela, le nouveau travail montre, le champignon fourmi zombie entoure et envahit les fibres musculaires dans tout le corps de la fourmi. L'étude a révélé la présence de cellules O. unilateralis sl dans la tête, le thorax, l'abdomen et les pattes d'une fourmi hôte. De plus, une grande proportion de ces cellules fongiques semblait être connectée les unes aux autres. Ils semblaient former un réseau 3D qui, selon les chercheurs, pourrait contrôler collectivement le comportement de la fourmi.

Maridel Fredericksen (@delfreddy sur Twitter) était étudiante à la maîtrise en entomologie à Penn State et est maintenant candidate au doctorat à l'institut de zoologie de l'université de Bâle, en Suisse. Elle est l'auteur principal de la nouvelle recherche. Son équipe a d'abord infecté des fourmis avec O. unilateralis sl, puis a utilisé une microscopie électronique à balayage bloc-face en série pour créer des visualisations 3D, dans le but de déterminer la distribution, l'abondance et les interactions des champignons dans le corps des fourmis. David Hughes, professeur agrégé d’entomologie et de biologie à Penn State, connu pour ses études antérieures sur les fourmis zombies, a déclaré que l’utilisation de cette technologie permettait aux chercheurs de faire une percée décisive dans la compréhension du comportement des fourmis zombies. Il a dit:

Nous avons constaté qu'un pourcentage élevé des cellules d'un hôte étaient des cellules fongiques. Essentiellement, ces animaux manipulés étaient un champignon vêtu de vêtements de fourmis.

La recherche a montré que, bien que les cellules fongiques soient concentrées directement à l'extérieur du cerveau, ces cellules n'ont pas permis de trouver de cellules fongiques dans le cerveau des fourmis. Hughes a déclaré:

Normalement chez les animaux, le comportement est contrôlé par le cerveau qui envoie des signaux aux muscles, mais nos résultats suggèrent que le parasite contrôle le comportement de l'hôte de manière périphérique. Presque comme un marionnettiste tire les ficelles pour faire marcher une marionnette, le champignon contrôle les muscles de la fourmi pour manipuler les jambes et les mandibules de l'hôte.

Cette image est une reconstruction tridimensionnelle d'un muscle adducteur de la mandibule (rouge) entouré d'un réseau de cellules fongiques (jaune). Image via le laboratoire Hughes / Penn State.

Les chercheurs ont déclaré que, bien que le cerveau de la fourmi ne soit pas envahi par des cellules fongiques, des travaux antérieurs ont montré que le cerveau pouvait être altéré chimiquement par le parasite. Hughes a déclaré:

Nous émettons l'hypothèse que le champignon peut préserver le cerveau afin que l'hôte puisse survivre jusqu'à ce qu'il exécute son dernier comportement mordant, ce moment critique pour la reproduction fongique. Mais nous devons mener des recherches supplémentaires pour déterminer le rôle du cerveau et déterminer le degré de contrôle exercé par le champignon sur celui-ci.

Quand les fourmis deviennent mortes. Cette fourmi est manipulée par un champignon de fourmi zombie, mordant le dessous d’un rameau - son dernier acte avant de mourir et devenant une plate-forme de reproduction fongique. Image via Kim Fleming / Penn State.

En résumé: Ophiocordyceps unilateralis sensu lato, parfois appelé champignon zombie, n’envahit pas le cerveau des fourmis. Au lieu de cela, il envahit leurs corps entiers, formant un réseau 3D interconnecté qui oblige la fourmi à faire ce qui lui est demandé.

Via Penn State