Zombis reales y ladrones de cuerpos viven entre nosotros

Cuando Roberto García-Roa se adentró en la selva peruana una mañana, no esperaba encontrarse cara a cara con un zombi. García-Roa, biólogo evolutivo de la Universidad de Valencia en España, estaba explorando la Reserva Nacional Tambopata , una porción de selva tropical en el extremo sureste de Perú que es famosa por su biodiversidad. Echó a andar por los estrechos senderos que se entrecruzan en su densa vegetación con la esperanza de documentar a algunos de sus residentes más raros, como los jaguares.

Pero encontró algo más, lo que él llama “una situación inigualable para los amantes del universo oculto”. En lo alto de una hoja, cuya cabeza se asemejaba a una pasa, estaban los restos de una mosca. Media docena de formaciones en forma de tallo brotaron de su cuerpo como pequeñas y siniestras nubes de hongos. Y, en cierto sentido, lo eran.

García-Roa acababa de encontrar un ejemplo de un hongo parásito “zombie” del género Ophiocordyceps , una notoria banda de ladrones de cuerpos en el mundo real. Estos hongos infectan moscas, hormigas y otros insectos, se dan un festín de adentro hacia afuera y también controlan el movimiento de sus anfitriones, obligándolos a trasladarse a áreas más altas. Luego, el parásito produce cuerpos fructíferos que brotan a través del exoesqueleto del huésped y liberan lo que el parasitólogo Gabor Racz llama «bombas de esporas». Estas esporas luego llueven desde su posición alta, infectando a tantos insectos cercanos como sea posible.

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Si crees que eso es espantoso, espera hasta que escuches sobre la avispa que se apodera de la mente de una cucaracha, luego monta y monta todo el camino a casa como el último almuerzo para sus crías.

El parasitismo es rampante en el mundo natural: casi la mitad de todas las especies animales son parásitos , por ejemplo. Y un gran número de estos más no invitados manipulan el comportamiento de su anfitrión de alguna manera para producir una ventaja para ellos mismos, tomando ocasionalmente el control total del organismo que han invadido. Gracias a los avances en imágenes y análisis molecular, los científicos ahora pueden comprender algunas de las formas insidiosamente inteligentes en que los ladrones de cuerpos se apoderan de sus víctimas. Y sí, los humanos están en riesgo por algunos de ellos. Afortunadamente, sin embargo, nuestra edad relativamente joven como especie significa que la mayoría de los parásitos no han tenido tiempo de descubrir cómo convertirnos en huéspedes compatibles. Aún.

«Los insectos han existido durante millones de años, y muchos de estos parásitos han existido durante cientos de millones de años», dice Racz, gerente de colecciones del Laboratorio de Parasitología Manter de la Universidad de Nebraska-Lincoln y coautor del próximo libro Parásitos: La Historia Interna . Los humanos, por otro lado, tienen solo un par de cientos de miles de años y, bueno, somos complicados.

“Hace un par de años, vi la película The Host , y los extraterrestres se apoderan de las personas y las controlan”, dice Racz. “Es una buena película, pero la estaba viendo como parasitólogo y biólogo, y ese nivel de control es imposible… Los insectos tienen un plan corporal mucho más simple”.

Sin embargo, antes de dar un suspiro de alivio, considere que, si bien los parásitos generalmente no son buenos para tomar las riendas de organismos complejos, los que pueden manipular el comportamiento de sus anfitriones tienden a ser muy, muy buenos en eso.

“Estos parásitos generalmente se dirigen a algún tipo de sistema hormonal simple o neurotransmisores”, dice Racz. “No es un control ajustado, sino más bien desencadenar un comportamiento existente”.

Toma esa avispa que monta cucarachas. La avispa joya hembra ( Ampulex compressa ) ataca a una cucaracha americana ( Periplaneta americana ) con un puñetazo, o mejor dicho, un aguijón, que apunta a áreas precisas de su sistema nervioso. El primer golpe inmoviliza parcialmente a la cucaracha. El segundo, con un (literalmente) cóctel de veneno que altera la mente administrado en una parte específica del cerebro, permite que la avispa se suba a la espalda de la cucaracha, agarre sus antenas y la lleve de regreso a su nido. Allí, pone huevos en la cucaracha que aún vive y ahora está inmóvil y se va. Las crías de la avispa comen hasta salir de la cucaracha y finalmente la matan.

Frederic Libersat, neurobiólogo de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Israel, es el autor principal de un artículo del Journal of Experimental Biology , publicado en marzo, que reveló nuevos detalles sobre cómo la avispa joya controla a su huésped a través de sustancias químicas específicas, particularmente la dopamina. Libersat dice que la genialidad de muchos de estos parásitos manipuladores del anfitrión es que el anfitrión no puede evolucionar para salir de la situación.

La evolución es a menudo una carrera armamentista clásica: un cangrejo que se alimenta de moluscos eventualmente desarrollará garras más grandes y poderosas a medida que el molusco desarrolla un caparazón cada vez más grueso, por ejemplo, dice Libersat. Sin embargo, cuando se trata de relaciones parasitarias que implican la manipulación del huésped, dice: “La carrera armamentista no existe. Es estático y el parásito está ganando”.

Esto se debe a que los parásitos que manipulan al huésped a menudo inundan el sistema del organismo con sustancias químicas que ya necesita para funcionar, en cantidades mucho más pequeñas, para que pueda secuestrar los sistemas existentes. Por ejemplo, la hormona dopamina y el neurotransmisor GABA ayudan a regular el movimiento en los organismos, desde las desafortunadas cucarachas hasta los seres humanos. El veneno de la avispa joya hembra está cargado con ambos químicos, lo que le permite inmovilizar primero y luego controlar a la cucaracha.

“Es muy inteligente por parte del parásito aprovechar algo que el animal no puede dejar de usar”, dice Libersat. Los productos químicos como la dopamina son tan fundamentales para las funciones básicas de un organismo que simplemente no puede evolucionar sin necesidad de ellos. “No se puede decir, la forma en que voy a pelear en esta carrera armamentista es eliminando toda la dopamina de mi sistema nervioso central, y así el parásito no me afectará”, dice Libersat. «No funcionará».

Si bien los científicos han documentado durante mucho tiempo este tipo de relaciones parasitarias, solo en los últimos años Libersat y sus colegas en el campo emergente de la neuroparasitología han podido explicar lo que realmente está sucediendo a nivel molecular. “La mayoría de los estudios realizados antes eran descriptivos”, dice Libersat. “Mostraron cierta manipulación y dijeron: ‘Bueno, eso es muy fascinante’, y así fue. Pero no habíamos precisado el mecanismo”.

Ahora, gracias a la capacidad de activar y desactivar receptores químicos específicos en los organismos, ya sea mediante la inyección de agentes farmacológicos o a través de la modificación genética, y de observar los resultados utilizando tomografías computarizadas micro y otras técnicas, los investigadores son cada vez más capaces de identificar exactamente lo que está sucediendo en tanto huésped como parásito.

Sin embargo, aún se desconoce mucho sobre las habilidades de manipulación del huésped de los parásitos. Si bien Libersat y sus colegas han logrado un progreso considerable en la comprensión de cómo algunos parásitos controlan el movimiento de un huésped, por ejemplo, el mecanismo detrás de la manipulación del comportamiento más complejo sigue siendo difícil de alcanzar. Por ejemplo, la oruga de la mariposa azul roble japonesa ( Narathura japonica) segrega una sustancia azucarada que las hormigas encuentran deliciosa. La golosina dulce está mezclada con productos químicos que hacen que las hormigas permanezcan cerca de la oruga y también se comporten agresivamente con sus depredadores potenciales. Presto, guardaespaldas instantáneos. Si bien el cóctel que sirve la oruga no se comprende completamente, parece afectar los niveles de dopamina de las hormigas, lo que hace que sea menos probable que se alejen.

El mecanismo que causa lo que los científicos llaman «comportamiento suicida», como los grillos infectados que se ahogan para liberar larvas de gusanos crin parásitos en el agua, también sigue siendo en gran parte desconocido. Pero tal comportamiento generalmente está relacionado con el parásito larvario que se mueve del huésped intermedio al final, donde se reproducirá. “Cuando saltan hosts, el host intermedio tiene que ser sacrificado”, dice Racz. “Entonces, la mayoría de estos comportamientos extraños, cuando modulan el comportamiento del huésped, ocurren cuando están en el huésped intermedio”.

Considere la platija de río lanceta parasitaria ( Dicrocoelium dendriticum ), que tiene un ciclo de vida complejo que involucra múltiples huéspedes, el penúltimo de los cuales es una hormiga. Las hormigas comen bultos viscosos recubiertos de moco, producidos por caracoles infectados, que contienen larvas de trematodos en etapa tardía. Una vez ingerida, al menos una de las larvas llega a una parte particular del cerebro del insecto, la misma área a la que se dirige una avispa joya en el cerebro de una cucaracha. Una vez que el cerebro de la hormiga está infectado, hace algo que ninguna hormiga normal haría. Trepa y luego se engancha a la parte superior de una brizna de hierba o flor que está a la altura justa para ser devorada por el huésped final.

“Un animal de pastoreo, generalmente una oveja o una vaca, se acerca y accidentalmente ingiere la hormiga infectada, y el platelminto termina su ciclo de vida en el rumiante”, dice Racz.

Los autores de un artículo de 2018 publicado en Scientific Reports pudieron documentar la presencia de larvas de trematodos en esa área del cerebro de la hormiga a través de tomografías computarizadas, pero no pudieron determinar cómo obligó a la hormiga a ofrecerse a las vacas que pasaban.

Los parásitos ladrones de cuerpos ni siquiera tienen que entrar en el cerebro del huésped para obtener el control. Por ejemplo, Ophiocordyceps , el hongo parásito que atacó a la mosca fotografiada por García-Roa en Perú, simplemente construyó su propia red de comunicaciones en los músculos del insecto. Otro género de hongos parásitos, Gibellula , hace algo similar a las arañas. Según un artículo de 2021 en el Canadian Journal of Zoology , las arañas infectadas con Gibellula , como Ophiocordyceps-Los insectos infectados trepan a una posición más alta que las arañas no infectadas, luego se estiran y quedan envueltos por el hongo. Luego, el parásito se come a la araña, aparte de su exoesqueleto, y envía docenas de cuerpos fructíferos. El resultado final es un cadáver inquietantemente borroso con forma de araña que arroja esporas sobre todo lo que hay debajo.

Si bien las avispas que montan cucarachas, las hormigas suicidas y las arañas bomba de esporas pueden ser presa de pesadilla, las mayores amenazas zombificantes para nuestra especie son menos dramáticas. El parásito unicelular Toxoplasma gondii ha infectado a aproximadamente mil millones de personas, según un artículo de 2020 en la revista Parasites & Vectors, aunque otras estimaciones sitúan ese número en más de tres mil millones. Si bien la mayoría de las personas son asintomáticas, la infección puede ser mortal para los bebés y las personas con sistemas inmunitarios debilitados. Incluso los casos no mortales de toxoplasmosis pueden provocar alucinaciones y otros síntomas psicóticos cuando el parásito se asienta en el tejido cerebral.

Si bien el astuto parásito puede encontrar un hogar en casi cualquier parte de cualquier organismo de sangre caliente, desde pollos hasta ballenas beluga, es cuando está anidado en el cerebro que puede manipular el comportamiento en su beneficio. Una revisión de 2021 de la investigación existente sobre la toxoplasmosis encontró numerosos ejemplos en los que los animales infectados con T. gondiise volvieron menos temerosos de sus depredadores naturales y, a menudo, más imprudentes, lo que aumentó el riesgo de ser comidos. Los cachorros de hiena infectados tenían casi cuatro veces más probabilidades que los cachorros sanos de ser devorados por los leones, y los chimpancés infectados mostraron menos aversión al olor de la orina de los guepardos, su único depredador natural. Numerosos estudios han encontrado que la toxoplasmosis puede elevar los niveles de testosterona en animales infectados, lo que podría explicar la pérdida del miedo y, a veces, el comportamiento agresivo que se observa en múltiples especies, incluidos los humanos. Por todo esto, los humanos, junto con muchos otros animales, somos solo daños colaterales en el implacable impulso de reproducción del parásito.

Después de todo, el huésped final de T. gondii es el gato, ya sea salvaje o doméstico. El parásito debe encontrar su camino hacia un felino para completar su ciclo de vida. La facilidad con la que los humanos pueden infectarse (a través de alimentos, agua o aire contaminados, o posiblemente a través de la transmisión sexual) ha llevado a algunos investigadores a sugerir que nuestra relación con el parásito es una de las más antiguas de nuestro linaje y se remonta a millones de años. a cuando nuestros antepasados ​​eran sabrosos manjares para leones y otros grandes felinos.

Hay otro grupo de parásitos manipuladores de huéspedes que arroja una larga sombra sobre la historia humana: los lyssavirus han perseguido a los mamíferos, incluyéndonos a nosotros, desde que cualquiera de nosotros ha existido. Los miembros de este género causan inflamación del cerebro que conduce a una sed insaciable, agresión y otros síntomas que pueden parecer erráticos pero que están al servicio del objetivo del virus de propagarse a otros animales. Puede que no conozcas el género por su nombre, pero conoces la enfermedad que puede causar: la rabia.

Mientras que la mayoría de los otros virus se multiplican en los pulmones, la piel u otros tejidos, dice Racz, «el virus de la rabia es interesante porque ataca específicamente las células nerviosas… y una vez que ingresa a las células nerviosas, es incurable».

Los huéspedes naturales de la mayoría de los lyssavirus suelen ser cánidos (zorros, perros, lobos), aunque los murciélagos, los mapaches y los zorrillos también son vectores comunes. Una vez que el animal está infectado, por lo general se vuelve agresivo, pierde su respuesta de miedo y saliva con sed excesiva. “No están letárgicos ni se esconden ni mueren. En realidad, están inquietos y se desplazan grandes distancias”, dice Racz. El virus se transmite a través de una mordedura o saliva, por lo que los cambios en el comportamiento de un animal infectado aumentan directamente la posibilidad de una propagación exitosa.

Pero Racz se apresura a agregar que los parásitos que controlan la mente no son tan comunes en los mamíferos. “No tenemos demasiados ejemplos, tal vez sean buenas noticias”, dice.

Y aquí hay más buenas noticias: si bien estos parásitos manipuladores del huésped pueden ser aterradores, también pueden ser importantes para comprender por qué nuestros cerebros y cuerpos se comportan como lo hacen cuando estamos perfectamente sanos. Estos hongos, virus y organismos unicelulares han tenido millones de años para aprender los entresijos de sus huéspedes previstos, algo que los científicos solo han estado estudiando durante un par de siglos.

“Nos da una ventana sobre cómo se genera el comportamiento, incluso en estos animales simples, porque tenemos otros animales que manipulan los circuitos”, dice Libersat.

“Estos parásitos son los neurobiólogos de la naturaleza”, agrega con una nota de respeto. “Los neurobiólogos tratan de encontrar el mecanismo neural de un comportamiento dado; investigan los circuitos que están involucrados en la producción del comportamiento y luego los manipulan farmacológicamente… Y aquí tenemos estos parásitos que en realidad están haciendo lo mismo, aunque han evolucionado durante millones y millones de años para hacer eso”