Ophiocordyceps (un tallo que crece de la cabeza de la hormiga) sirvió de inspiración para el videojuego y la serie “The Last of Us”. Denis Zabin/iNaturalist , CC BY-SA
Tara Deans / The Conversation
Profesor asociado de ingeniería biomédica, Instituto Tecnológico de Georgia.
Los zombis han adoptado muchas formas en la cultura popular. En el videoclip de « Thriller » de Michael Jackson, los cadáveres salen de sus tumbas y realizan una coreografía impresionantemente coordinada. En « The Last of Us » de HBO, un hongo infecta a los humanos, se apodera de sus cuerpos y los convierte en huéspedes que ayudan a propagar la infección. Incluso Plankton ha intentado controlar a otro organismo en « Bob Esponja ».
Estos ejemplos son ficticios, pero todos juegan con la misma idea inquietante: ¿Puede un organismo tomar el control de otro, incluso después de muerto? En la naturaleza, la respuesta no es tan dramática, pero algunos parásitos y hongos se acercan sorprendentemente a ello.
Como ingeniero biomédico y biólogo sintético, dedico gran parte de mi tiempo a reflexionar sobre cómo los sistemas biológicos detectan señales, procesan información y modifican su comportamiento. Esto es, en parte, lo que hace que la idea de que un organismo tome el control de otro me resulte tan fascinante.
Algunos parásitos y hongos pueden alterar el comportamiento de un huésped vivo de maneras que les benefician. No resucitan a los muertos, sino que interfieren con los sistemas biológicos que controlan el movimiento, la motivación y la toma de decisiones.
Hormigas y hongos zombis
El ejemplo más conocido de un parásito que altera el comportamiento de su huésped es el hongo «hormiga zombi» , Ophiocordyceps , que sirvió de inspiración para «The Last of Us».
El ciclo de vida del hongo de la hormiga zombi comienza cuando las esporas del hongo se posan sobre una hormiga. Las esporas se adhieren a la superficie externa de la hormiga y, finalmente, la atraviesan, permitiendo que el hongo entre en su cuerpo. Una vez dentro, el hongo crece y se propaga mientras la hormiga aún está viva. La infección puede desarrollarse durante varias semanas antes de que comiencen los cambios más drásticos en el comportamiento de la hormiga .
Finalmente, la hormiga infectada abandona la colonia y comienza a vagar y trepar por la vegetación. Este comportamiento la aleja de su hábitat habitual y la lleva a un lugar que favorece la reproducción y dispersión del hongo. Cerca del final de la infección, la hormiga se aferra con fuerza a una hoja, ramita u otra superficie vegetal, permaneciendo sujeta en lo que los investigadores denominan un agarre mortal . Tras la muerte de la hormiga, el hongo consume los tejidos restantes y produce un tallo a partir de su cuerpo. Esta estructura libera esporas que pueden caer sobre otras hormigas y reiniciar el ciclo.
¿Cómo logra el hongo que la hormiga haga esto? Podríamos imaginar que las células del hongo invaden el cerebro de la hormiga y toman el control. Sorprendentemente, los investigadores que examinaron hormigas infectadas antes de su muerte encontraron un extenso crecimiento del hongo en todo el cuerpo y alrededor de las fibras musculares , pero no dentro del cerebro. Las células del hongo pueden formar redes alrededor de los músculos de la hormiga, lo que sugiere que la capacidad de manipular el comportamiento podría implicar la comunicación entre el hongo y múltiples tejidos del huésped, en lugar de un control directo del cerebro.
El agarre mortal ofrece un ejemplo particularmente llamativo de cómo el hongo puede manipular los músculos de su huésped. Los músculos mandibulares de las hormigas infectadas están fuertemente colonizados por el hongo , mostrando signos de contracción extrema. También hay indicios de que el hongo podría estar liberando moléculas cerca de estos tejidos. Sin embargo, las neuronas motoras y las conexiones entre nervios y músculos pueden permanecer intactas. En conjunto, estos hallazgos sugieren que el hongo podría alterar la maquinaria que controla la contracción muscular en lugar de simplemente destruirla.
Los científicos aún desconocen con exactitud qué provoca que las hormigas realicen toda la secuencia de deambular, trepar y morder. Si bien los investigadores han identificado genes fúngicos asociados con proteínas, toxinas y otros compuestos que podrían afectar la señalización química en el huésped, muchos de estos posibles mecanismos aún no se han comprobado.
Esa incertidumbre es parte de lo que hace que el sistema sea tan fascinante. El hongo no parece activar un único interruptor de «zombie». En cambio, puede alterar varios sistemas biológicos a la vez hasta que la hormiga se comporte de una manera que beneficie al hongo.
Cómo crear un zombi
Ophiocordyceps no es el único organismo capaz de alterar el comportamiento de un huésped.
La avispa joya esmeralda, Ampulex compressa , emplea una estrategia muy diferente: inyecta veneno en el sistema nervioso de la cucaracha. Si bien la cucaracha no queda paralizada, se reduce considerablemente su capacidad para moverse por sí sola o escapar. La avispa puede entonces guiarla hasta una madriguera y depositar un huevo en ella.
Los investigadores han demostrado que el veneno reduce la actividad en las partes del sistema nervioso implicadas en el inicio del movimiento. En otras palabras, la cucaracha aún puede caminar, pero su impulso para hacerlo se ha visto alterado.
Los gusanos capilares llevan la manipulación del comportamiento un paso más allá, conduciendo a sus huéspedes hacia su propia muerte. Algunas especies infectan a las mantis religiosas o a los grillos y se desarrollan en su interior mientras el insecto aún está vivo. Cuando el gusano está listo para reproducirse, el huésped infectado se siente inusualmente atraído por la luz, lo que puede llevarlo hacia la superficie brillante del agua. El huésped entra en el agua, donde el gusano escapa de su cuerpo y comienza la siguiente etapa de su ciclo de vida. Para el huésped que no puede nadar, este comportamiento puede ser fatal.
Los investigadores aún están tratando de determinar con exactitud cómo el parásito provoca este cambio, pero los estudios han encontrado alteraciones en las proteínas del cerebro del huésped a medida que el parásito lo manipula. En efecto, el parásito parece secuestrar los mecanismos sensoriales y conductuales del huésped para guiarlo hacia un lugar al que normalmente no iría.
La manipulación del comportamiento también se produce en mamíferos. Toxoplasma gondii puede infectar a muchos animales de sangre caliente, pero se reproduce en gatos.
Si bien los roedores normalmente evitan el olor de los gatos, aquellos infectados con el parásito pueden perder parte de esa aversión natural e incluso sentirse atraídos por dicho olor . Este cambio podría aumentar la probabilidad de que un gato se coma al roedor infectado, permitiendo que el parásito complete su ciclo de vida.
Más que control mental
Estos ejemplos demuestran por qué el término «control mental» no describe con precisión cómo los parásitos manipulan a sus huéspedes. Los parásitos no necesitan controlar cada acción de su huésped; a veces solo necesitan modificar un comportamiento clave: si trepar, si alejarse, si entrar al agua o si evitar a un depredador.
.jpg){kind=link}
No existe un único «interruptor zombi». El comportamiento surge de la comunicación entre el sistema nervioso, los músculos y otros tejidos del cuerpo. Los distintos parásitos han desarrollado diferentes maneras de interferir con estos sistemas.
Así pues, la biología no puede crear a los muertos vivientes danzantes de «Thriller» ni a los humanos infectados de «The Last of Us». Pero si un zombi es un organismo vivo cuyo comportamiento normal ha sido alterado por otro organismo, la naturaleza ya ha creado muchísimos.
El estudio de estos zombis de la vida real puede ayudar a los científicos a comprender no solo cómo los parásitos manipulan a sus huéspedes, sino también cómo se genera y controla el comportamiento normal en primer lugar.