Definición de Hongo de la Hormiga Zombi comportar e importancia médica e industrial

El hongo de la hormiga zombi (Ophiocordiceps unilateralis) es un hongo Ascomycota que parasita las hormigas carpinteras, afectando primero su comportamiento y causándoles posteriormente la muerte. Es debido al comportamiento anormal que adquieren los insectos infestados por el parasitoide que son llamadas hormigas zombis.

Características generales

Las hormigas madereras son un grupo muy diverso de especies pertenecientes al género Camponotus, las cuales reciben ese nombre porque construyen sus madrigueras en madera, por ese motivo son confundidas con termitas, o con parientes de estas, sin embargo ninguna de las especies de hormigas madereras es herbívora, al contrario, la gran mayoría son depredadoras y carroñeras, mientras que otras se alimentan de miel o de secreciones azucaradas que “ordeñan” de pulgones y otros áfidos.

Estas hormigas, que están ampliamente distribuidas a nivel mundial, son de movimientos ágiles y precisos, y raras veces abandonan la senda trazada por ellas mismas o sus congéneres. Sin embargo, en ocasiones, pueden presentarse individuos con movimientos erráticos o temblorosos, o con comportamientos inusuales, como organismos trepando árboles, cuando normalmente se desplazan en el suelo. Tales cambios se deben a los efectos de un hongo entomopatógeno que parasita a estas hormigas.

El hongo

El ciclo de vida de muchas especies de hongos comprende dos fases o estadios reproductivos distintos, un estadio de reproducción sexual que recibe el nombre de telomorfo y otro de reproducción asexual denominada anamorfo.

Ambas fases son completamente diferentes morfológicamente. Debido a ello, y al desconocimiento que se tenía de los ciclos de vida de algunas especies, en ocasiones estas fases fueron descritas como especies diferentes y ambos nombres eran utilizados en la literatura científica, antes de descubrir que eran fases distintas de una misma especie, y aun hoy en día siguen siendo utilizados. Tal dualidad de clasificación es permitida según el código internacional de nomenclatura botánica.

Con el nombre de Ophicordiceps unilateralis se conoce a un complejo de especies de hongos Ascomycota, consideradas como la forma reproductiva de diferentes hongos cuya fase anamorfa ha sido descrita como diferentes géneros, entre ellos Hirsutella, Hymenostilbe, Isaria, Paraisaria y Syngliocladium.

Como ya se mencionó, Ophiocordyceps unilateralis es realmente un complejo de especies, que según los investigadores pudiera englobar varios cientos de posibles especies aún no descrita y que, para determinar la identidad real de cada una de ellas habría que emplearse características tanto macro como microscópicas de sus estructuras reproductivas, observaciones de distintos aspectos de la biología y ecología del organismo, su especie hospedera y los efectos que causa sobre esta. También sugieren prestar especial atención a aquellas poblaciones en las cuales se les han asignado distintos anamorfos a este telomorfo.

Comportamiento de la hormiga zombi

Las hormigas carpinteras son animales sociales que se desplazan y buscan su alimento en grupos durante las horas diurnas. Cuando son infestadas por el hongo de la hormiga zombi, se vuelven solitarias, abandonan la colonia y sus movimientos se vuelven erráticos, inseguros y en ocasiones sufren temblores en todo el cuerpo.

Su horario de actividad diurna se ve restringido a las horas más cercanas al mediodía, cesando la misma durante las primeras horas de la mañana y las últimas horas de la tarde. Debido a los temblores, las hormigas que habitan en el dosel superior de los árboles caen hacia las ramas ubicadas más cerca del suelo. Las hormigas zombis de especies que viven en suelo, por el contrario, comienzan a trepar los árboles en busca de las ramas más elevadas.

Cuando se acerca el momento de su muerte, las hormigas zombis buscan el envés de una hoja y se aferran fuertemente con sus mandíbulas a la vena principal de la misma. La hora del día juega un papel importante en el comportamiento de las hormigas zombis, pues todos los insectos infestados muerden las hojas en forma sincronizada. Allí se quedan luego, aferradas a las hojas sin responder ante estímulos externos hasta el momento de su muerte.

Mecanismo de acción del hongo

Cuando una espora del hongo de la hormiga zombi entra en contacto con el sustrato adecuado, es decir, el exoesqueleto de la hormiga de la especie adecuada, rápidamente lo reconoce, desencadenando la formación de una estructura de fijación denominada apresorio, mediante la cual la hifa penetra a través del exoesqueleto del huésped hasta su interior, haciendo uso de presión mecánica y liberando distintos tipos de enzimas quitinasas, proteasas y lipasas que permiten degradar dicho sustrato.

La espora del hongo parece reconocer algún tipo de sustancia liberada por la hormiga para formar el apresorio en el sustrato adecuado, pues este nunca se forma in vitro y probablemente tampoco se forme en el suelo u otro sustrato distinto del hospedero potencial.

Cuando el hongo logra penetrar el exoesqueleto forma hifas que van a crecer en el hemocele de la hormiga, alimentándose de los fluidos y tejidos de ésta hasta constituir cerca de la mitad de la masa corporal del insecto.

Algunos autores sostienen que el hongo no invade el cerebro del hospedero, sino que modifica su comportamiento mediante la liberación de mensajeros químicos, sin embargo otros sostienen que si existe una colonización de dicho órgano por parte del parasitoide.

Dependiendo de la especie de hormiga, y probablemente del hongo, el parasitoide provoca que la hormiga tenga temblores y caiga de las hojas hacia el dosel inferior de la planta, donde la temperatura parece ser la más adecuada para la reproducción del hongo, u obliga a la hormiga a trepar al dosel más alto, donde la dispersión de las esporas puede ser mayor.

Una vez la hormiga zombi muerde fuertemente la nervadura del envés de la hoja, el hongo libera toxinas que desconectan los músculos de la mandíbula de la hormiga de su sistema nervioso, por lo cual ya la hormiga es incapaz de liberarse de su propia mordida y permanecerá aferrada a la hoja aún después de su muerte. Para fijar aún más la hormiga a la hoja, el hongo libera hifas por los orificios y articulaciones del exoesqueleto de la hormiga anclándola a la hoja.

El hongo también libera sustancias que momifican a la hormiga al momento de su muerte, así como toxinas que inhiben el crecimiento de otros hongos y bacterias sobre el cadáver. La estructura reproductora del hongo emerge rompiendo la cabeza del hospedero para producir y liberar las esporas que permitirán iniciar un nuevo ciclo.

En el mismo hospedero, el hongo presenta la fase anamorfa, la cual, en el momento de la muerte de la hormiga puede emerger en las zonas articulares de las patas y de las antenas para reproducirse.

Importancia médica e industrial

Durante su ciclo de vida, Ophiocordyceps unilateralis necesita producir una cantidad importante de metabolitos para penetrar el exoesqueleto del hospedero, burlar sus defensas naturales, ejercer control sobre él, nutrirse de sus tejidos, momificar el cadáver, impedir que este último sea colonizado por otros organismos; así como otras actividades.

Algunos de estos compuestos bioactivos han mostrado propiedades potencialmente útiles para la medicina, tales como sustancias antitumorales, anticancerígenas, antibióticas, antimalárica e inclusive antituberculosis. Otras poseen capacidad inmunomodulatoria y controlodadora de los niveles de azular y colesterol en la sangre.

Adicionalmente, productos derivados del hongo son potencialmente útiles para producir pigmentos para las industrias farmacológica y alimenticia.

Autor

Escrito por Carlos F. Lira Gómez para la Edición #118 de Enciclopedia Asigna, en 11/2022. Carlos es MSc. en Ciencias Marinas, mención Biología Marina del Inst. Oceanográfico de Venezuela, UDO. Profesor de Carcinología y Zoología Gral. en la UDO.