Toen Charissa de Bekker zombiemieren zag, was ze verkocht

‘Je eerste doel is om op de mier te landen, zodat je hem kunt infecteren.” Met een virtualrealitybril op mijn hoofd luister ik naar de aanwijzingen van microbioloog Charissa de Bekker. We zitten in haar werkkamer aan de Universiteit Utrecht, maar in mijn beleving zweef ik als schimmelspore ergens tussen boom en bosgrond in een tropisch regenwoud.

In deze VR-game, die De Bekker samen met Amerikaanse studenten ontwikkelde, belichaam je de zombiemierschimmel Ophiocordyceps camponoti-floridani. Oftewel: een parasitaire schimmelsoort die mieren binnendringt en zodoende de controle krijgt over hun gedrag en bewegingen. Een geïnfecteerde mier zondert zich af van de kolonie en klimt slaafs een boom in om zich daar op commando vast te bijten in een takje. „De death grip”, zegt De Bekker.

Uit die beet des doods komt een mier nooit meer los. Ophiocordyceps, daarentegen, floreert: uit het levenloze mierenlijf groeit een soort takje, waarop het vruchtlichaam van de schimmel groeit. Daarin rijpen nieuwe sporen, klaar om te landen op nog meer argeloze mieren.

De Bekker geldt wereldwijd als een expert op het gebied van Ophiocordyceps en zombiemieren. Jarenlang was ze verbonden aan de University of Central Florida, maar afgelopen september verhuisde ze terug naar Utrecht, om in het lab op moleculair niveau onderzoek te doen aan de schimmel-mierinteractie.

Hoe kan zo’n schimmel het brein van een mier controleren?

„Wat er precies gebeurt als een spore op de mier landt is nog een black box. Maar vermoedelijk zorgt een combinatie van druk en enzymen ervoor dat de schimmel het mierenlijf kan binnendringen. Vervolgens zorgt Ophiocordyceps ervoor dat bepaalde receptoren in het zenuwstelsel geactiveerd of juist gedeactiveerd worden. Een paar jaar geleden ontdekten we dat de schimmel waarschijnlijk zowel de neurobiologie als de geurwaarneming en de biologische klok van mieren aantast. Receptoren waar neurotransmitters als dopamine en serotonine zich aan kunnen binden worden beïnvloed, net als licht- en geurgevoelige receptoren. Nu willen we verder inzoomen op de moleculaire details, om te leren welke door de schimmel uitgescheiden stofjes dit veroorzaken.”

We kennen inmiddels tientallen Ophiocordyceps-soorten, en elk daarvan infecteert specifiek maar één mierensoort

In de werkkamer van De Bekker hangen filmposters aan de muur van Empire of the Ants en Them, sciencefictionfilms waarin gigantische gemuteerde mieren de wereld overnemen. In de vensterbank staan planten uit het geslacht Tillandsia, die in Florida in bomen groeien. „Daar bijten de mieren zich vaak in vast met hun death grip. Dus we kweken die planten om experimenten mee te doen.” De mieren zelf mogen alleen in het lab worden gehouden – dat is een no-goarea voor bezoekers.

Zou Ophiocordyceps ook mensen kunnen infecteren?

„Nee, zelfs al zou je de schimmel binnenkrijgen, dan gebeurt er niets. Sterker nog: we kennen inmiddels tientallen Ophiocordyceps-soorten, en elk daarvan infecteert specifiek maar één mierensoort. Landt een spore op een andere mier, dan heeft die mier daar geen last van. De biosecurityregels zijn er vooral zodat er geen mieren uit het lab kunnen ontsnappen. De mierensoort uit Florida waarmee wij werken, Camponotus floridanus, komt hier niet van nature voor. Je wilt voorkomen dat die zich in het wild gaat vestigen. Om die reden importeren we de mieren ook altijd zonder koningin.

„Ophiocordyceps zelf leeft in Nederland evenmin, vermoedelijk omdat er hier geen echt oud bos meer is. Ik zou heel graag eens in het Poolse Bialowieza kijken, het laatste oerbos van Europa, om te zien of we hem daar wel aantreffen.”

Lees over Bialowieza: Wie vernietigt het Poolse oerbos: de kever of het kabinet?

Kolonies doen aan sociale immuniteit, wat erop neer komt dat mieren worden doodgemaakt die zich afwijkend gedragen of anders ruiken

Je ontdekte dat de zombiemierschimmel zelf óók vijanden heeft.

„Ja, tijdens veldwerk in Florida zagen mijn studenten en ik dat uit sommige mieren wel heel vreemde vruchtlichamen groeiden, of juist helemaal geen. Sommige leken zelfs bedekt te zijn met een dun laagje sneeuw. Het bleek dat Ophiocordyceps in die gevallen zelf was geïnfecteerd door andere schimmels, zogeheten hyperparasieten.

„In het lab zagen we dat de genen van twee hyperparasitaire schimmels zodanig afweken van alles wat we al kenden op schimmelgebied dat we te maken hadden met twee geheel nieuwe geslachten. Bij één van de nieuwe soorten, Niveomyces coronatus, lijkt het of er ijspegels uit de mier groeien met een kroon van sneeuwvlokjes. Door zo’n hyperparasiet vermindert de kans dat Ophidocordyceps een vruchtlichaam ontwikkelt met 40 procent. De mier in kwestie heeft daar niets meer aan, maar haar soortgenoten wel, omdat er dan geen nieuwe sporen worden verspreid.”

Is er voor een zombiemier zelf ook nog hoop?

„Eenmaal geïnfecteerd ben je als mier ten dode opgeschreven – als je niet door de schimmel aan je eind komt, dan wel door je soortgenoten. Kolonies doen aan sociale immuniteit, wat erop neer komt dat mieren worden doodgemaakt die zich afwijkend gedragen of anders ruiken doordat ze ziek zijn, zodat ze geen soortgenoten kunnen besmetten.

„Better safe than sorry. Om die reden lijkt Ophiocordyceps geïnfecteerde mieren zodanig te programmeren dat ze zich afzonderen van de rest. Met speciale doolhofexperimenten hebben we gezien dat ze veel minder efficiënt worden in het volgen van geursporen. Zodoende kunnen ze ongehinderd hun klim de boom in voltooien, zodat de schimmelsporen zich optimaal kunnen verspreiden.”

Lange tijd hebben mensen schimmels als een onooglijk, onbelangrijk bijproduct van de natuur gezien

Hoe is jouw liefde voor de zombiemierschimmel ontstaan?

„Jaren geleden schreef ik aan mijn proefschrift over een heel ander schimmelgeslacht, Aspergillus, en toen stond op de achtergrond de documentaire Planet Earth van Sir David Attenborough aan. Toen ik een fragment over de zombiemieren zag, was ik verkocht. Sowieso zagen de geïnfecteerde, vervormde mieren eruit als prachtige, griezelige stillevens. Maar nog los van die kunstige sculpturen is het ontzettend fascinerend dat een micro-organisme zo complex te werk kan gaan en zo intens het gedrag van een ander organisme kan beïnvloeden.

„Lange tijd hebben mensen schimmels als een onooglijk, onbelangrijk bijproduct van de natuur gezien, maar eindelijk ontstaat het besef dat ze ontzettend belangrijk zijn. Tal van schimmels hebben hun nut in de farmaceutische industrie, in levensmiddelen – denk aan blauwschimmelkazen – of als biologisch pesticide. Het lijkt me niet ondenkbaar dat ook werkzame stoffen uit Ophiocordyceps in de toekomst nuttige toepassingen zullen hebben.”

De mier die je op je onderarm hebt getatoeëerd, is dat ook een zombiemier?

„Zeker. Niet de soort uit Florida, maar een sierlijke soort uit het Amazonegebied. Kijk, het vruchtlichaam groeit heel mooi op een steeltje uit het lijf.”