Apokalipsa, mutacje, transfer genów. Czy ludzkość przegra z grzybami? Jak wizja z "The Last of Us" wygląda w praktyce?

Nie będzie terapii, szczepionki, nawet profilaktyki. Ludzkość się nie obroni. Po prostu przegramy - takie słowa padają w telewizyjnej debacie naukowców w roku 1968. Atmosfera w studio jest duszna od papierosowego dymu, a o odpowiedni poziom dobrego humoru dba prowadzący. Ale nastrój mija, gdy jeden z naukowców przedstawia słuchaczom przerażającą wizję apokalipsy wywołanej przez grzyby.

To oczywiście wizja filmowców, ale czy aż tak odległa od rzeczywistości? Czy reprezentaci świata przyrody, którzy powszechnie kojarzą nam się z kulinariami, jesienną, rodzinną wyprawą do lasu, są organizmami o niszczycielskich zdolnościach?

W serialu (a wcześniej grze komputerowej) „The Last of Us” apokalipsa, zniszczenie świata jest jedynie wyjściem do osadzenia przygód głównych bohaterów. Literatura, filmografia zna wiele tego typu zabiegów, od klasyki w rodzaju „Wojny światów”, „Ostatniego brzegu”, po „Jestem legendą” czy „World War Z”. Dwie ostatnie popozycje łączy przyczyna zagłady ludzkości - pandemia wywołana przez tajemniczy wirus i próby znalezienia antidotum na skutki choroby. A te są przerażające - ludzie zamieniają się w krwiożercze, bezwolne zombie, atakujące zdrowych za pomocą ukąszeń. Pogryziony, zainfekowany człowiek w kilka minut zamienia się w potwora. Traci osobowość, intelekt, pamięć, uczucia, duchowość. Choć zachowuje czynności życiowe, to w rzeczywistości umiera, przestaje być człowiekiem, staje się żywicielem - nosicielem obcego organizmu.

W „The last of us” ludzi infekują grzyby za pomocą mikroskopijnych zarodników unoszących się w powietrzu. Ludzkość jaką dziś znamy ginie w niecały tydzień. Wyobrażenie? Wizja? Science fiction?

- To tylko wizja - uważa dr hab. Piotr Mleczko z Instytutu Botaniki Uniwersytetu Jagiellońskiego. - Oczywiście, istnieją gatunki grzybów, które infekując inne organizmy zmieniają ich zachowanie. Modyfikacje sprawiają, że zaatakowane rośliny lub zwierzęta stają się „bazą” dla rozwoju danego grzyba, ale też wspomagają jego rozprzestrzenianie - mówi dr hab. Piotr Mleczko z Instytutu Botaniki Uniwersytetu Jagiellońskiego.

ZOBACZ TEŻ: Wilki atakują w lasach? "Dla większości zwierząt zapach człowieka jest odstraszający"

- Znamy cały szereg organizmów infekujących żywiciela i „przejmujących” nad nim kontrolę - grzybów (z rzędu Entomophthorales, z rodzin Cordycipitaceae, Ophiocordycipitaceae) czy nawet zwierząt, jak przywry Leucochloridium spp. rozwijające się w czułkach ślimaka - podkreśla Dariusz Dziektarz, mikrobiolog publikujący popularnonaukowe artykuły w internecie (na Twitterze).

Już szybki rzut oka do encyklopedii przypomina wiedzę z lekcji biologii: „grzyby są organizmami cudzożywnymi”. Kolejne fragmenty: „Grzyby mogą być saprotrofami odżywiającymi się martwą materią organiczną, lub pasożytami rozwijającymi się kosztem innych, żywych organizmów”. Znamy wszyscy przykłady grzybów porastających drzewa, które powodują ich obumieranie. Mogą też wywoływać mutacje swojego partnera, wspomagając jego rozwój i wzrost.

„Grzyby zasadniczo są niezdolne do aktywnego ruchu, w definicji tej są jednak pewne nieścisłości. Prymitywne grzyby wielokomórkowe wytwarzają bowiem zdolne do ruchu, jednokomórkowe, uwicione zarodniki” - to jeszcze raz encyklopedia.

W „The Last of Us” ludzi infekują, zamieniając w zombie, grzyby z rodzaju Cordyceps (maczużnik).

- Jeszcze całkiem niedawno rodzaj Cordyceps traktowano szeroko i zaliczano do niego zarówno gatunki, które atakują stawonogi - owady, pajęczaki, a nawet inne grzyby. Natomiast dziś wiemy, że grzyby te należą do kilku różnych rodzajów, klasyfikowanych nawet w różnych rodzinach. Sam rodzaj Cordyceps został ograniczony do gatunków, które infekują niektóre owady - tłumaczy dr Piotr Mleczko.

WARTO WIEDZIEĆ: Potężne wichury nad południem Europy. Synoptyk: Absolutnie rekordowa siła. Burze możliwe w weekend na Pomorzu

Jak grzyby zmieniają zachowanie owadów?

- Mogą one np. powodować, że owady będą przemieszczać się w miejsca bardziej eksponowane po to, żeby grzyb mógł w lepszy sposób rozprzestrzeniać swoje zarodniki - podkreśla Piotr Mleczko. - Spójrzmy np. na gatunki grzybów zaliczanych do tzw. owadomorkowców (Entomophthorales), infekujących m.in. muchy. Zaatakowany przez nie owad zaczyna wykazywać zachowania bardzo dla niego ryzykowne. Przemieszcza się wysoko na źdźbła traw czy pędy innych roślin i wyprostowuje odwłok, wystawia go do góry. Dlaczego naraża się na atak żywiących się owadami drapieżników? Dzieje się tak dlatego, że grzyb żyjący w jego wnętrzu „zmusza go” do takiego zachowania, by zarodniki produkowane przez specjalne strzępki wyrastające z odwłoka tego owada miały większe możliwości zakażenia innych żywicieli. Kiedy odwłok jest uniesiony, rosną szanse, że zarodniki zastymulowane przez przelatujące obok owady zostaną wystrzelone z tzw. strzępek, znajdą się powietrzu i zakażą inne muchy. Jest to już bardzo wyraźna zmiana zachowania owada podczas jego życia. W końcowym efekcie grzyb jednak powoduje jego obumarcie. Taka mucha jest dosłownie przez niego pożerana, całe jej wnętrze zostaje strawione. Bardzo podobnie zmiany w zachowaniu owadów powodują grzyby z rodzaju Ophiocordyceps atakujące mrówki.

Piotr Mleczko przytacza także przykłady roślin, które zainfekowane przez grzyby zmieniają swoje rozmiary. Zaatakowana roślina rośnie ponad miarę, co ułatwia rozprzestrzenianie zarodników grzyba.

- Podobnym przykładem są zmiany wywoływane przez grzyby głowniowe u niektórych roślin dwupiennych, czyli takich, gdzie osobnik męski wytwarza pylniki, a żeński w kwiatach zalążki. To z tych zalążków tworzą się, kiedy na znamiona słupków dostanie się pyłek, nasiona. Zaatakowana przez grzyba roślina żeńska zaczyna wytwarzać pylniki, mimo, że normalnie wytwarzać ich nie powinna. Natomiast w owych pylnikach zamiast zieren pyłku będą wykształcane zarodniki grzyba. Owady, które usiądą na takiej roślinie poszukując nektaru, będą zabierały ze sobą zarodniki grzyba i przenosiły je na inne, zdrowe rośliny - mówi Piotr Mleczko.

W ujęciu zachowań behawioralnych, mielibyśmy zatem do czynienia ze zjawiskiem agresji - inwazyjnym zdobywaniem terytorium.

PRZECZYTAJ KONIECZNIE: „Zimne” burze. Mniej groźne od swoich sióstr, ale bardzo malownicze

Mechanizmy dokładnie pasujący do apokaliptycznej wizji z „The last of us”.

W dyskusji naukowców otwierającej apokaliptyczny serial pada zdanie, że ludzkość, o ile doszłoby do infekcji wywołanych przez grzyby, nie będzie miała leków, szczepionek, ani nawet profilaktyki, czyli narzędzi służących do zwalczania grzybów, tak jak ma narzędzia do zwalczania zakażeń wirusowych czy bakteryjnych.

- To nie jest prawda, a przynajmniej, nie całkowita. Znamy grzyby, które wywołują choroby u ludzi. Od schorzeń skóry, włosów, paznokci, do poważniejszych grzybic narządów wewnętrznych, w tym mózgu. Potrafimy te grzybice leczyć, właśnie za pomocą leków przeciwgrzybowych. Nie sądzę zatem, byśmy byli całkowicie bezbronni, choć rzeczywiście, szczepionki przeciwko infekcjom grzybowym nie istnieją - mówi dr Mleczko.

Nauka nie zna dziś grzybów infekujących ssaki i człowieka w taki sposób, by modyfikować ich zachowania tak, jak to przedstawiono w filmie. W scenie otwierającej serial „The last of us” naukowiec zaznacza, że grzyby, np. te z rodzaju Cordyceps, nie są w stanie przetrwać temperatury powyżej 34 st. C, czyli niższej od temperatury ciała ludzkiego.

- Istnieją takie grzyby, które mają zdolność do przetrwania w wyższych temperaturach. I są to grzyby, które wywołują infekcje grzybicze u człowieka, ale też grzyby takich infekcji niewywołujące. Zatem to też nie jest prawda, że grzyby takich właściwości nie mają - podkreśla dr Mleczko. - Obecnie grzyby z rodzin Cordycypitaceae czy Ophiocordycypitaceae nie są groźne dla kręgowców - gadów, płazów, ssaków. Nie mają możliwości, aby zainfekować człowieka.

Dr Piotr Mleczko zwraca uwagę na mechanizm pozwalający grzybom na uzyskiwanie nowych, dotychczas nieposiadanych cech, które - być może - umożliwiłyby „przejmowanie” im organizmów innych niż stawonogi.

- Organizmy mogą nabywać nowe cechy poprzez mutacje, ale nie jest to jedyna droga. Jest jeszcze inne zjawisko obecne w przyrodzie, które znane jest od jakiegoś czasu, ale teraz coraz intensywnej badane. To tak zwany poziomy transfer genów. Oznacza, że geny z jednego organizmu mogą w określony sposób przenieść się do drugiego. W efekcie organizm „biorcy” nabierze pewnych cech „dawcy”, i to takich, których wcześniej nigdy nie miał. To zjawisko odegrało dużą rolę w ewolucji grzybów kiedyś, prawdopodobnie odgrywa też dzisiaj, nie tylko zresztą grzybów, ale również roślin - podkreśla Piotr Mleczko.

Zaznaczmy - wiek najstarszych skamielin identyfikowanych jako prawdopodobne szczątki grzybów (odnaleziono je w arktycznej części Kanady) szacowany jest na około miliard lat. Istnienie grzybów zaobserwowano we wszystkich strefach klimatycznych, na lądach, ale także w wodach (słodkich i słonych). Do 2020 r. opisano około 148 tysięcy gatunków grzybów. Co roku naukowcy opisują około 2 tysięcy nowych gatunków. Naukowcy szacują, że około 90 proc. grzybów pozostaje nieznanych.

ZOBACZ NA DZIENNIKBALTYCKI.PL: Co z tą prognozą? Dlaczego burzy nie ma, choć apka mówi, że powinna być?

Pytanie zatem, czy ewolucja tak starych organizmów, jak grzyby, w warunkach globalnego ocieplenia nie jest możliwa w sposób groźny dla człowieka? Czy rodzaj Cordyceps mógłby się tak zmienić?

- To jest gdybanie. Oczywiście - grzyby się zmieniają, ewoluują, nabywają nowe możliwości. Teoretycznie i Cordyceps mógłby nabrać odporności na temperatury powyżej 34 st. C. Mogłoby się to zdarzyć poprzez poziomy transfer genów, np. z innego grzyba, który ma zdolność do przetrwania w wyższych temperaturach i w dodatku mogącego infekować człowieka. I gdyby te geny znalazły się w maczużnikach, i jeszcze na dodatek zaczęłyby „współgrać” z innymi genami macierzystego organizmu… Teoretycznie, byłoby to niezwykle trudne i skomplikowane, bardzo mało prawdopodobne, choć oczywiście nie można tego wykluczyć. Zatem… kto wie? - konkluduje dr hab. Piotr Mleczko.

Dariusz Dziektarz wskazuje, że już dziś znamy organizmy pasożytnicze, które potrafią modyfikować zachowania ssaków i, co bardzo prawdopodobne, także i ludzi.

- Wystarczy wspomnieć o Toxoplasma gondii, czyli pierwotniaku wywołującym toksoplazmozę - podkreślał Dariusz Dziektarz. - By zainfekować żywiciela ostatecznego (kota), zaraża gryzonie i stymuluje u nich zachowania ryzykowne, które zwiększają szansę na pożarcie przez drapieżnika. Dowiedziono, że u człowieka cierpiącego na toksoplazmozę również dochodzi do modyfikacji zachowania w podobnym kierunku. Badania sugerują m. in. prawie trzykrotnie wyższe ryzyko spowodowania wypadku drogowego. Wiązano tę chorobę ze zwiększonym ryzykiem rozwoju schizofrenii czy prób samobójczych. Sama Toxoplasma gondi jest pasożytem niesłychanie powszechnym, lokalnie infekującym nawet kilkadziesiąt proc. ludzkiej populacji. A kto wie, czego jeszcze nie wiemy i co jeszcze czai sie w naturze?