Un parásito fúngico que convierte a las moscas ordinarias en intrépidas escaladoras finalmente ha sido atrapado tirando de las cuerdas neurológicas de su huésped, desencadenando una explosión de actividad que las lleva a encontrar un lugar elevado antes de morir. Al realizar experimentos con moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) infectadas con Entomophthora muscae, investigadores de la Universidad de Harvard en los EE. UU. descubrieron que el reloj interno y los sistemas de producción de hormonas del cerebro de la mosca están involucrados en impulsar al huésped del hongo a un elevado lugar de descanso final.
Conocido como cumbre, este comportamiento de película de terror de la vida real finalmente permite que sus pilotos parásitos infecten a más anfitriones. Encaramados lejos del suelo, estiran sus probóscides y liberan una gota pegajosa que los pega a la superficie, levantando sus alas dramáticamente por encima de sus cuerpos en una llamativa pose de zombi que expone las esporas de hongos al aire.
El comportamiento de la mosca ‘zombi’ ha fascinado a los científicos durante décadas y los mecanismos responsables de esta actividad son en gran medida un misterio. Hasta ahora, nadie ha observado ni siquiera moscas zombi en sus últimas horas de vida.
“Descubrimos que llegar a la cima no se trata de escalar”, dice la autora principal Carolyn Elya, bióloga celular y zombióloga autodenominada. “En realidad, es este estallido de actividad locomotora que comienza aproximadamente dos horas y media antes de que mueran las moscas”.
Identificar moscas en cumbre en tiempo real fue difícil, por lo que los investigadores utilizaron el aprendizaje automático para ayudar. Los alertó para observar y recolectar tejido de moscas en cumbre, proporcionando una herramienta para medir el comportamiento e identificar genes y neuronas involucradas.
Los experimentos revelaron un estallido de velocidad en las moscas zombi en las 2,5 horas antes de morir. El examen de tejido indicó que las células fúngicas se dirigen principalmente a áreas específicas del cerebro de la mosca encargadas de controlar los sistemas circadianos y neurosecretores, lo que lleva a la liberación de una hormona específica.
“Cuando silenciamos estas neuronas, las moscas eran realmente malas para llegar a la cima”, dice Elya.
“Creemos que el hongo en realidad está impulsando la actividad de estas neuronas para impulsar la liberación de esta hormona, lo que hace que las moscas tengan esta explosión de actividad locomotora”.
Además, encontraron que la infección por E. muscae aumenta la permeabilidad de la barrera hematoencefálica, lo que permite que las sustancias en el torrente sanguíneo de la mosca afecten su cerebro.
“Creemos que esto podría ser importante por la forma en que el hongo está impulsando los cambios de comportamiento”, dice Elya.
Los investigadores encontraron diferencias en los niveles de ciertos compuestos sanguíneos entre las moscas de la cumbre y las de control. La transfusión de sangre de moscas en cumbre en moscas de control provocó un estallido de movimiento, lo que indica que las sustancias en la sangre contribuyen al comportamiento de cumbre.
“Hemos demostrado que existe al menos la capacidad parcial de recapitular este comportamiento de cumbre simplemente transfiriendo sangre de mosca”, explica Elya.
La invasión zombi de E. muscae comienza cuando una espora infecciosa aterriza en una mosca huésped. Usando enzimas para atravesar la cutícula, el hongo ingresa a su huésped y se lo “come” de adentro hacia afuera.
Este proceso de digestión sangrienta comienza con las reservas de nutrientes de la mosca, preservando el sistema nervioso, los músculos, el intestino y las gónadas. La mosca puede comer, reproducirse y, en general, disfrutar de ser una mosca durante este tiempo.
El hongo finalmente comienza a escapar alimentándose del sistema digestivo y las gónadas mientras la mosca está muy viva. Luego desencadena la cascada de acciones extravagantes que lo envían a pelear, culminando con la muerte de su anfitrión de moscas.
Hay un método para la locura; el crecimiento de hongos en la probóscide de la mosca tiene un efecto similar al pegamento que inmoviliza al insecto. Las alas de la mosca se levantan y se alejan de su espalda en el momento de su muerte para permitir que el hongo salga fácilmente y promueva su viaje hacia adelante.
“El hongo salta al nuevo huésped formando estructuras muy especializadas y temporales que atraviesan la piel de la mosca y disparan esporas al medio ambiente que solo sirven durante unas pocas horas”, explica Elya.
“Es un proceso fugaz, por lo que una posición ventajosa lo es todo para sobrevivir”.
Probablemente puedas imaginarte en tus pesadillas cómo el lecho de muerte fijo y elevado de la mosca permite que los rápidos cañones que disparan esporas alcancen el máximo de nuevos huéspedes. Como si eso no fuera lo suficientemente horrible, el hongo tiene otros trucos que usa para esparcir sus esporas, ninguno apto para una película familiar.
“La red circadiana del anfitrión está involucrada en la mediación del aumento de la actividad locomotora que ahora entendemos que define la cumbre”, concluyen los autores.
“Sin embargo, nuestros datos no hablan de cómo se determina el momento de este comportamiento en el sistema mosca-zombi”.
Esas son algunas preguntas respondidas, pero se necesita más investigación para determinar factores como si E. muscae puede mantener el tiempo, qué químicos están involucrados y si las células fúngicas deben llegar físicamente al cerebro para causar una respuesta de escalada completa.
“Todavía hay muchas preguntas abiertas aquí”, dice Elya, “lo que está haciendo el hongo sigue siendo un misterio”.
La investigación fue publicada en eLife.
Fuente: Science Alert.
