この厄介な菌はセミを性欲過剰にする

今年の春から夏にかけて、アメリカ南部と中西部に何兆匹ものセミが出現する「セミ大発生」を待つ間、一部の昆虫はまるでSF小説から飛び出してきたような苦境に直面するかもしれない。周期的な昆虫に特有の性的に感染する真菌病原体、マッソスポラ・シカディナは、まるで「操り人形師」のように昆虫を操ることができる。感染したセミは性欲過剰になり、他の昆虫に感染して最終的に死ぬ。

真菌によって腹部が突き破られる

Massospora cicadina は、今後数週間から数か月の間に出現する周期ゼミの両世代に影響を及ぼす可能性があります。第 13 世代 (北イリノイ世代) は 2007 年以来初めて出現し、インディアナ州、ウィスコンシン州、アイオワ州、イリノイ州北部の一部に広がります。第 19 世代 (グレート サザン世代) の一部は第 13 世代と重なります。グレート サザン世代は 2011 年に最後に出現し、主にアーカンソー州、ミズーリ州、テネシー州、アラバマ州、ジョージア州、ノースカロライナ州、サウスカロライナ州、イリノイ州南部に生息しています。

セミは羽化すると脱皮して成虫になる。1週間から10日以内に、この菌が腹部の背面を切り開く。セミがライフサイクルのどの段階でマッソスポラ・シカディナに最初に感染するかは科学者にもまだはっきりしていないが、地上から上昇する途中で感染するというのが有力な仮説である。

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ウェストバージニア大学の菌類学者マット・カッソン氏によると、感染したセミは「濡れてチョークの粉の中に落ちたガムドロップ」をつけたように見えるという。

「菌に感染したセミを見ると、体の後ろ側が白っぽい菌の塊に置き換わっているのがわかります」とカッソン氏はPopSciに語る。「さて、もしあなたや私が菌に腹部を突き刺されたり、体の3分の1が寄生虫に置き換わったりしたら、おそらく気分は悪くなるでしょう。おそらく交尾しようともしないでしょう。ただ気分が悪くなり、横たわって死んでしまうでしょう。」

しかし、感染したセミは、性器が菌類に侵食されても、何事もなかったかのように飛び回り続けます。菌類がセミを長時間覚醒状態にし、スタミナが増すため、このように飛び回ることができるのです。

「その長時間の覚醒状態の原因は、菌がカチノンと呼ばれるアンフェタミンを生成しているのではないかという仮説があります」とカッソン氏は言う。カッソン氏によると、それは「攻撃性を引き起こすため禁止された違法なバスソルト」によく含まれる合成覚醒剤の1つに似ているという。

静かな菌類の「操り人形師」

これにより、セミは性欲過剰になり、オスはメスと交尾しようとして失敗し続け、またメスの行動を真似て他のオスを誘い、交尾するようになります。こうして、最終的に感染するセミの数は倍増し、性感染と考えられるようになります。

マッソスポラ・シカディナは、感染したセミの数を最大化するために宿主を長く生かす能力があり、それがこの菌を生物栄養菌にしている。この菌は、アリを乗っ取ってゾンビのように行動させるオフィオコルディセプス・ユニラテラリス菌や、テレビ番組やビデオゲーム「ラスト・オブ・アス」に登場する架空の菌とは違っている。 それは劇的に現れます。

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「これは菌類のトリックで、操り人形師のようなものだ」とカッソン氏は言う。「菌類は自らの生存を最大限にするために糸を引いているのだ。」

環境条件が完璧であれば、感染率はセミの20％に達する可能性があるが、いくつかの古い研究では、特定の群れのセミの約5％が影響を受けると示唆されている。

ゲノムの最適化

Massospora cicadina は、 1800 年代半ばから後半にかけて初めて発見されました。周期ゼミは 13 年か 17 年に 1 度しか出現しないため、この菌類の研究は困難です。また、ペトリ皿で培養することもできないため、菌類学者が研究できる期間は限られており、その起源は未だによくわかっていません。

2016年、ウェストバージニア州のカッソン氏のオフィスの近くでブロードVが出現し、彼の大学院生の何人かがこの菌類の痕跡を探すことを提案した。彼らはこの菌類のゲノムの一部を解析し、何が特別なのかを調べた。彼らが見つけたのは、菌類のゲノムとしてはこれまでで最大のもので、約15億塩基だった。

「これは平均的なヒトゲノムの約20倍の大きさで、その大部分は転移因子と呼ばれる反復配列で満たされています」とカッソン氏は言う。

マッソスポラ・シカディナはセミとほぼ同時に何百万年もかけてゲノムを最適化してきたことが示唆されている。菌類と昆虫は共進化し、宿主を殺さずに自身の生存を確保するために特定の方法で宿主を操作できるようになったようだ。カッソン氏によると、この共進化に関するデータはまだ公表されていないが、興味深い進化のダイナミクスを示しているという。

「私たちが目にしているのは、基本的にセミが菌類と並行して進化してきたというパターンです」とカッソン氏は言う。

マッソスポラ・シカディナは人間には感染しませんが、腹部に白いチョークのような塊があるセミは食べない方が賢明です。感染した虫はハイになったり、陶酔感を覚えたりすることはありませんが、食べれば危険な毒素がいくつか含まれています。

「私たちは1,000種類の他の化学物質を発見しました。そのうちのいくつかはマイコトキシンとして知られています」とカッソン氏は言う。「ですから、セミ菌類の摂取を考えているなら、慎重に行ってください。」