Infekterad myra som har hakat fast i en bit växtlighet efter att ha manipulerats av parasiten. Kredit:Brianna Santamaria
Charissa de Bekker, Ph.D., kom till UCF tidigare i år för att fortsätta sin forskning om en svampparasit som infekterar myror, kapar deras hjärnor och kontrollerar deras beteende för att sprida dess svampsporer - ett fenomen som har lett till att de infekterade kallas "zombiemyror".
Under hela hennes karriär, hon har hittat bevis på att parasiten kan manipulera myrornas beteende, till viss del, genom att kapa deras biologiska klockor. I hennes senaste forskning publicerad 3 november i tidskriften peer-review Plos ett , fynd visar att parasiten själv har en fungerande biologisk klocka, för, det kan vara drivkraften bakom tidpunkten för när och hur parasiten infekterar och manipulerar myrorna.
Det har observerats att infekterade zombiemyror vandrar ut ur sina bon, klättra upp på en bit växtlighet som spansk mossa eller tallbarr, bita ner och till slut dö. Efteråt, en sporbärande stjälk växer ut ur deras huvuden. Detta är parasitens arbete som manipulerar myrornas beteende för att leda dem bort från deras bo och normala rutiner så att svampen kan sprida sina sporer mer effektivt. Nu vet man att parasiten har sin egen biologiska klocka, forskare som de Bekker kan skärpa sig på att svara på hur och varför detta fenomen uppstår.
"Vi förstår ännu inte riktigt hur parasiter manipulerar sina värdar med sådan precision, sa de Bekker, en biträdande professor i biologi. "Även de mest briljanta neurologerna kan inte ändra beteende så effektivt. Målet med mitt labb, därför, är att lära sig mer om detta."
Infekterade myror finns i centrala Florida, inklusive Little Big Econ State Forest nära Genève och Arboretum vid UCF. Medan majoriteten av infekterade myror har hittats i regnskogar, detta fenomen har observerats över hela världen, sa de Bekker.
Den första antydan om att svampparasiten kan kapa myrornas biologiska klocka kom från fältstudier som observerade att infekterade myror alla aktivt sökte efter en förhöjd bit av vegetation att bita ner på vid samma tid på dagen. Senare laboratoriestudier visade liknande resultat som tydde på att tiden på dygnet kan vara en viktig faktor för den manipulerande svampen.
De Bekker och hennes team, som består av UCF grund- och doktorander, planerar nu att främja denna nya forskningsväg för att förhoppningsvis en dag bättre förstå hur biologiska klockor störs av parasiter. Forskare i Skottland forskar redan på hur biologiska klockor är inblandade i malaria, och ett team av medicinska forskare förra månaden vann Nobelpriset för forskning om den molekylära strukturen hos fruktflugornas biologiska klocka. De Bekker ser de biologiska klockornas roll i infektionssjukdomar som nästa stora sak för forskare att studera. Forskare kan bättre förstå hur sjukdomar internt påverkar människor genom att veta mer om parasiter och deras inverkan på den biologiska klockan.
De Bekker och hennes teams forskning sker i ett labb vid UCF, samt i fält vid Little Big Econ State Forest och UCF Arboretum.
I labbet, myror är infekterade med parasiten så att teamet kan observera deras beteende i en kontrollerad miljö. Ian Will, en Ph.D. kandidat och medförfattare till den publicerade artikeln, bevakar myrorna noga för att bättre avgöra när och hur myror agerar annorlunda efter att de har blivit smittade.
"Jag är intresserad av att avslöja generna som är involverade i parasitisk beteendemanipulation och hur, " han sa.
Kommer träffa de Bekker i München, Tyskland, 2014 medan han fortsatte med sin magisterexamen. Han var också fascinerad av parasiten, och följde de Bekker till Orlando efter att hon anlänt till UCF för att fortsätta forskningen tillsammans.
"I München, vi hade inte myrorna - vi var tvungna att skicka dem, " De Bekker sa "Att vara här [i Florida], myrorna och svampen finns runt omkring oss, vilket ger oss alla dessa möjligheter att arbeta både i labbet och på fältet."