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martes, 20 de julio de 2021

Hongos asesinos y cigarras zombis


Magicicada septendecim

En el siglo XVII, los colonos pioneros de Massachusetts vieron por primera vez gigantescas nubes de cigarras que parecían surgidas de la nada. La aparición repentina de tantos insectos les recordó las plagas bíblicas de langostas, y de ahí que el nombre "langosta" se asociara incorrectamente con las cigarras norteamericanas.

Durante el siglo XIX, algunos entomólogos estadounidenses descubrieron la asombrosa biología de unas cigarras a las que llamaron “periódicas”. Se dieron cuenta de que, a diferencia de las langostas y de los saltamontes, las cigarras no devoran hojas, no arrasan los cultivos ni vuelan en enjambres multitudinarios.

Como escribí en el artículo anterior, la vida de las cigarras periódicas no es envidiable. Para evitar a sus depredadores potenciales, que son muchos, han desarrollado una estrategia de supervivencia que consiste en permanecer enterrados entre trece y diecisiete años, para luego emerger por miríadas permitiendo que, aunque sus predadores se sacien, sobrevivan millones de individuos alados que apenas vivirán unas semanas, tiempo más que suficiente para reproducirse.

«La naturaleza es un campo de batalla», escribió Darwin. La naturaleza puede ser cruel, extremadamente cruel. Las cigarras norteamericanas lo saben bien. Su elaborada estrategia que funciona con la mayoría de los depredadores “convencionales”, no impide que sucumban con una muerte horrible después de haber sido manipuladas por un hongo que las convierte en zombis y las obliga a practicar unos escalofriantes simulacros de apareamiento en los que los cuerpos momificados de los insectos, desprovistos de sus genitales por el ataque del hongo, dispersan con gran eficacia las esporas del parásito.

Muchos parásitos de animales, incluidos virus, nematomorfos, protistas y hongos, modulan el comportamiento de sus huéspedes para favorecer la transmisión de la plaga. Cada parásito posee rasgos adaptativos que maximizan la dispersión de sus esporas. Un ejemplo extendido entre los hongos entomopatógenos es el comportamiento de “transmisión activa al hospedante” (TAH). Los hongos entomopatógenos matan rutinariamente a sus huéspedes antes de liberar esporas infecciosas, pero las especies TAH mantienen vivos a los insectos mientras el hongo produce sus esporas, lo que permite una dispersión rápida y generalizada antes de la muerte del parasitado.

Los entomoftorales (Zoopagomycota) se cuentan entre los grupos de hongos más importantes que atacan hasta la muerte a artrópodos (insectos y no insectos) e incluyen todas las especies conocidas con comportamiento TAH. Massospora, y otro género estrechamente relacionado, Strongwellsea, son los únicos en los que el TAH es la única forma conocida de modificación del comportamiento.

Los espectáculos de terror que implica la difusión de las esporas del hongo Massospora cicadina aparecen en libros especializados desde 1879, cuando en el informe anual del Museo de Historia de Natural de Nueva York se describió por primera vez. Poco a poco se han acumulado detalles de cómo se infestan los insectos y de cómo, una vez infestados, transmiten las esporas de su infectante mediante unas cópulas desenfrenadas y estériles para ellos, pero esenciales para que el parásito complete su ciclo de vida.

Magicicada septemdecim mostrando un tapón de conidios de Massospora en el extremo del abdomen.


Cuando las ninfas de las cigarras sexualmente maduras se preparan para emerger después de pasar diecisiete años bajo tierra las esporas latentes del hongo, los conidios, se fijan sobre su exoesqueleto. Se supone que el cuerpo de la cigarra emite unas sustancias químicas hasta ahora desconocidas que actúan sobre las esporas, recordándoles que es hora de despertar y germinar. Ese es el conocido como estadio I, que afecta aproximadamente a un 5 % de las cigarras estadounidenses.

Las que soportan este estadio pueden considerarse unas cigarras afortunadas, porque su infección se limitará a servir como transporte de las esporas del hongo adheridas a su exoesqueleto. Pero esa no es la única forma que tiene el patógeno de moverse de un sitio a otro. En unas cuantas cigarras la infección va a mayores cuando las esporas se fijan en el abdomen, tanto de los machos como de las hembras.

Enseguida, los machos comienzan a comportarse anormalmente. Además de los comportamientos normales de apareamiento, los machos comienzan a agitar las alas tal y como hacen las hembras. Este comportamiento femenino atrae otros machos que intentarán aparearse con ellos, en una cópula inane de la que salen cargados con las esporas del hongo. Los despechados y sexualmente enardecidos machos van en busca de hembras verdaderas. Se aparean y les transmiten los conidios que ellas, a su vez, transmitirán a los machos no afectados que intenten fecundarlas.

Figura. A y C, cigarras infectadas con Massospora. B y D, morfología de las esporas asociadas a las respectivas infecciones. (A) De izquierda a derecha: cigarra periódica Magicicada septendecim infectada por Massospora cicadina;  cigarra de Say (Okanagana rimosa) infectada por Massospora levispora, y cigarra Platypedia putnami infectada por Massospora platypediae  en los tres casos con unos llamativos "tapones" conidiales que emergen del extremo posterior del abdomen de la cigarra; (B) primer plano de los conidios (esporas del hongo) de cada una de las tres especies de Massospora; (C) sección transversal posterior del abdomen que muestra una infección interna por esporas en reposo; y (D) primer plano de las esporas en reposo de cada una de los tres Massospora.

Comienza entonces lo que los investigadores llaman el estadio II: las esporas se multiplican una y otra vez en el interior de todas las cigarras infectadas hasta llenar poco a poco la cavidad del abdomen donde se encuentran los órganos sexuales. Llega un momento en el que el abdomen se colmata por completo y, como ocurría con la panza del señor Creosota en El sentido de la vida, explosiona liberando una nube de esporas del hongo que emergen como una masa blanquecina.

Esta traca final hace que se desprendan los ya enmohecidos órganos sexuales de la cigarra, lo que no evita que siga aleteando frenéticamente intentando aparearse antes de quedar totalmente momificada.

M. cicadina utiliza un par de compuestos químicos que modifican el comportamiento de las cigarras hasta convertirlas en enloquecidos zombis sexuales. Tras analizar la bioquímica de mil compuestos químicos presentes en poblaciones infestadas, el equipo encontró un alcaloide típico de plantas y una sustancia química psicoactiva que se encuentra en hongos alucinógenos,

El alcaloide derivado de las plantas es la catinona, un compuesto similar a la efedrina, el precursor bioquímico de las anfetaminas. Esto resulta especialmente interesante porque este podría ser el primer ejemplo de una catinona producida dentro de un organismo que no sea una planta. En cuanto al alucinógeno, se trata de psilocibina, el compuesto psicodélico en los hongos mágicos mexicanos.

El enigma es ahora saber cómo las cigarras incorporan esas sustancias a su metabolismo, porque las enzimas responsables de la síntesis de ambos estimulantes cerebrales no aparecen en el análisis bioquímico de los insectos atacados. Es posible que hayan evolucionado en los hongos para mantener bajos los apetitos alimenticios de sus hospedantes y así provocar que estos se concentren en satisfacer las apetencias sexuales mediante una prolongada orgía que solamente sirve para propagar la plaga.