Die Cordyceps Insekten: Wie ein Pilz Insekten zu Zombies macht

Andreas Lackmann

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Die Welt der Pilze ist voller Überraschungen und es gibt kaum einen Lebensbereich, wo Pilze nicht eine zentrale Rolle spielen. Bei der Beziehung des Cordyceps-Pilz mit seinen Insektenwirten ist diese Rolle so zentral, dass der Pilz sogar die Kontrolle über das Insekt übernimmt nachdem er sie infeziert hat. Dieses Phänomen hat nicht nur die wissenschaftliche Gemeinschaft, sondern kürzlich auch die Popkultur als Zombie-Pilz in seinen Bann gezogen.

In diesem Artikel gehen wir auf die Biologie, das Verhalten und die ökologischen Auswirkungen dieser einzigartigen Symbiose des parasitären ein und reflektieren einmal Zombie Fiktion und Realität.

Was genau ist der Cordyceps Pilz?

Der Cordyceps ist eine faszinierende Pilzgattung, die zur Familie der Schlauchpilze gehört, als Kernkeule bekannt ist und als Parasit agiert. Diese Pilze befallen und infizieren verschiedene Wirte, insbesondere Gliederfüßer wie Insekten und Spinnen, und durchwachsen diese vollständig. Sie bilden bleiche oder hell gefärbte, fleischige Fruchtkörper, die als Stromata bekannt sind.

Obwohl es viele verschiedene Arten von Cordyceps gibt, teilen sie alle diese parasitären Eigenschaften.1 Einige Arten, wie der bekannte Cordyceps militaris, werden seit über 1500 Jahren in der traditionellen chinesischen Medizin verwendet, was ihre Bedeutung sowohl in der Natur als auch in der menschlichen Kultur unterstreicht.2 Sie sind in der Lage, ihre Wirte zu töten und in ihnen zu wachsen, wobei sie den Wirt vollständig durchdringen und ihn letztendlich mumifizieren.1

Der in der Natur vorkommende Cordyceps unterscheidet sich von dem, den wir in unseren Nahrungsergänzungsmitteln konsumieren. Aufgrund der beschränkten Verfügbarkeit und der enormen Preise, wurde der Pilz und für die industrielle Verarbeitung kultiviert.3

BEITRAG: Der Cordyceps Pilz und seine Geschichte in Europa

Der Lebenszyklus des parasitären Cordyceps

1) Infektionsphase

Der Cordyceps-Pilz infiziert Insekten, indem er Sporen freisetzt, die sich an das Insekt anheften und in dessen Körper eindringen und das Nervensystem angreifen.

2) Wachstumsphase

Einmal im Inneren des Insekts, breitet sich der Pilz innerhalb und um die Muskeln aus und übernimmt die Kontrolle über das Verhalten des Wirtes. Er bildet fadenförmige Strukturen, die sich durch den Körper des Insekts ausbreiten und wichtige Nährstoffe extrahieren. Der in der natur vorkommende Cordyceps sinensis bfällt z.B. Raupen in den Höhen des Himalaya Gebirges zwischen 3.000 – 5.000 Metern Höhe.4

Nach der Infektion wächst der Pilz im Inneren der Raupe und verbraucht sie von innen heraus. In dieser Phase beeinflusst der Pilz das Verhalten der Raupe, um optimale Bedingungen für sein Wachstum und seine Reproduktion zu schaffen.4

Insekten wie Ameisen werden dazu gebracht, sich an erhöhte Orte zu begeben, wo sie sterben und der Pilz beginnt, aus dem Kopf der Ameise oder des Insekts zu wachsen. Diese Manipulation des Verhaltens ist ein entscheidender Schritt im Lebenszyklus des Pilzes, da sie dazu beiträgt, die Sporenverbreitung zu maximieren.5

3) Fruchtkörperbildung und Sporenfreisetzung

Schließlich tötet der Pilz seinen Wirt und beginnt mit der Bildung eines Fruchtkörpers, der aus dem Kopf des toten Insekts herauswächst. Dieser Fruchtkörper setzt neue Sporen frei, die in der Lage sind, weitere Insekten zu infizieren und den Lebenszyklus des Pilzes fortzusetzen.

Die Freisetzung der Sporen aus einer erhöhten Position erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich über einen größeren Bereich verbreiten und neue Wirte finden. Der Pilz setzt pro Sekunde bis zu 30.000 Sporen frei.6

Unterschiede bei den verschiedenen Insekten

Verschiedene Arten von Cordyceps-Pilzen infizieren unterschiedliche Insektenarten. Einige Arten sind hochspezifisch und infizieren nur eine bestimmte Insektenart, während andere ein breiteres Wirtsspektrum haben.

Einige Arten können Hunderte von Insektenarten infizieren, während andere, wie der Pilz Ophiocordyceps unilateralisunilateralis, hochspezifisch sind und nur eine enge Palette von Insekten infizieren. Diese Pilze haben auch unterschiedliche Strategien zur Manipulation des Verhaltens ihrer Wirte entwickelt, um ihre Überlebens- und Vermehrungschancen zu maximieren.

Die genauen Mechanismen, durch die der Pilz das Verhalten der Insekten manipuliert, können je nach Insektenart variieren, aber das allgemeine Muster der Infektion, des Wachstums und der Sporenfreisetzung bleibt konstant.

Verhaltensänderungen bei Ameisen

Dieser Ausschnitt aus einer National Geographic Doku zeigt wie eine Ameise von einem Cordyceps-Pilz infiziert wird.

Quelle: Youtube | National Geographic Channel – Zombie‘ Parasite Cordyceps Fungus Takes Over Insects Through Mind Control | National Geographic

Wissenschaft & Forschung

Die Forschung rund um Cordyceps Pilze und deren Auswirkungen auf Insekten ist aufgrund der Vielzahl der Pilzarten weiterhin ein interessantes Feld und wird auch in Zukunft interessante Erkenntnisse liefern. Der aktuelle Stand der Wissenschaft liefert jedoch bereits einen spannenden Einblick in die faszinierende Welt der Beziehung dieser beiden Lebewesen.

Verschiedene Arten parasitischer Pilze haben dabei unterschiedliche Wirtsspektren bei Insekten und so können z.B. Generalistische Arten wie Beauveria bassiana7 und Metarhizium robertsii8 Hunderte von Insektenarten verschiedener Ordnungen infizieren, während Arten wie Metarhizium acridum9 (spezifisch für Heuschrecken und Grashüpfer), Cordyceps militaris (spezifisch für Raupen)10 und Ophiocordyceps unilateralis11, der sich auf Ameisen spezialisiert hat und nur ein enges Spektrum von Insekten infizieren.

Insbesondere bei Ophiocordyceps unilateralis handelt es sich um einen Artenkomplex, zu dem verschiedene Arten gehören, die hochgradig wirtsspezifisch sind, was in etwa dem Niveau eines Pilzes gegenüber einer Ameisenart entspricht.

Aufgrund der Pilzvielfalt, gibt es allerdings noch viel zu erforschen. Sowohl was die Arten angeht, als auch die Auswirkungen auf die verschiedenen Wirte, sowie deren potentieller Nutzen für den Menschen. Der bekannteste Pilz, dessen Wirkstoff Cordycipin wir uns bereits durch eine Kultivierung einfach zugänglich gemacht haben, ist der Cordyceps sinensis. 

VERWEIS AUF DEN CORDYCEPS und seine Geschichte.

Cordyceps in der Popkultur und Medien

Die faszinierende Beziehung zwischen Cordyceps und Ameisen hat auch in Filmen, Dokumentationen und sogar Videospielen Aufmerksamkeit erregt. 

Quelle: imdb.com | The Last Of Us12

Im Januar 2023 wurde die extrem erfolgreiche Fernsehserie The Last Of US12 ausgestrahl, die auf dem gleichnamigen Computerspiel basiert.13 Die Kernidee? In der Serie hat sich Cordyceps so entwickelt, dass er Menschen infizieren, ihr Gehirn übernehmen und sie in hirnlose Monster verwandeln kann. Innerhalb weniger Tage hat der Zombiepilz Millionen von Menschen infiziert, und die Apokalypse und weltweite Pandemie hat begonnen.

In der Realität verhält sich Cordyceps, wie oben dargestellt, etwas anders als in der Serie „The Last of Us“. Der Pilz ist essbar und wird seit Tausenden von Jahren als Aphrodisiakum und Tonikum zur Förderung des allgemeinen Wohlbefindens geerntet und verwendet.2 

Die HBO-Adaption von „The Last of Us“ nimmt die bereits gut begründete Horror-Handlung des Videospiels und füllt die Schatten gerade genug aus, um uns zu investieren, uns süchtig zu machen und uns zu erschrecken.

Aber sollten wir uns wirklich Sorgen machen? Die Evolution von Pilzen als Reaktion auf den Klimawandel ist keineswegs eine unvernünftige Sorge. Es ist jedoch „sehr unwahrscheinlich“, dass Cordyceps menschliche Körper auf die gleiche Weise wie Insekten übernehmen könnte.

Fazit

Die Beziehung zwischen Cordyceps und seinen Wirten ist ein faszinierendes Beispiel für die Komplexität und Vielfalt des Lebens auf unserem Planeten. Sie bietet nicht nur spannende Einblicke in die Biologie, sondern regt auch zu tieferen philosophischen Überlegungen über die Natur der Existenz und Koexistenz an.

Interessant ist auch, dass die medizinische Wirkung von Cordyceps auf Menschen schon seit hunderten von Jahren bekannt ist und nun einen neuen Aufmerksamkeitsschwung bekommt.

Quellen

  1. Pilz des Jahres 2007: Puppenkernkeule. (n.d.). DGfM. Retrieved December 21, 2023, from https://www.dgfm-ev.de/pilz-des-jahres/2007-puppenkernkeule ↩︎
  2. Lee, C.-T., Huang, K.-S., Shaw, J.-F., Chen, J.-R., Kuo, W.-S., Shen, G., Grumezescu, A. M., Holban, A. M., Wang, Y.-T., Wang, J.-S., Hsiang, Y.-P., Lin, Y.-M., Hsu, H.-H., & Yang, C.-H. (2020). Trends in the Immunomodulatory Effects of Cordyceps militaris: Total Extracts, Polysaccharides and Cordycepin. Frontiers in Pharmacology, 11. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2020.575704 ↩︎
  3. Tran, M. H., Nguyen, T. M., & Huynh, V. B. (2023). Diversity evaluation of Cordyceps spp. In Bidoup Nui Ba, Lam Dong province, Vietnam. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1155(1), 012003. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1155/1/012003 ↩︎
  4. Winkler, D. (2009). Caterpillar Fungus (Ophiocordyceps sinensis) Production and Sustainability on the Tibetan Plateau and in the Himalayas. Asian Medicine, 5, 291–316. https://doi.org/10.1163/157342109X568829 ↩︎
  5. Pontoppidan, M.-B., Himaman, W., Hywel-Jones, N. L., Boomsma, J. J., & Hughes, D. P. (2009). Graveyards on the Move: The Spatio-Temporal Distribution of Dead Ophiocordyceps-Infected Ants. PLOS ONE, 4(3), e4835. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004835 ↩︎
  6. (Metabolic Profiling of Natural and Cultured Cordyceps by NMR Spectroscopy | Scientific Reports, n.d.) ↩︎
  7. Beauveria bassiana (Pilzart). (n.d.). Retrieved December 21, 2023, from https://www.oekolandbau.de/landwirtschaft/pflanze/grundlagen-pflanzenbau/pflanzenschutz/nuetzlinge/nuetzlinge-im-geschuetzten-anbau/beauveria-bassiana-pilzart/ ↩︎
  8. Mukherjee, K., & Vilcinskas, A. (2018). The entomopathogenic fungus Metarhizium robertsii communicates with the insect host Galleria mellonella during infection. Virulence, 9(1), 402–413. https://doi.org/10.1080/21505594.2017.1405190 ↩︎
  9. Metarhizium anisopliae (Pilz). (n.d.). Retrieved December 21, 2023, from https://www.oekolandbau.de/landwirtschaft/pflanze/grundlagen-pflanzenbau/pflanzenschutz/nuetzlinge/nuetzlinge-im-freiland/metarhizium-anisopliae-pilz/ ↩︎
  10. Ma, T., Feng, Y., Wu, X.-P., Zhang, Y.-H., Ma, Y., & Wang, Z.-L. (2007). Primary investigation of a host insect of cordyceps militaris and analysis of its main ingredients. 20, 63–67. ↩︎
  11. Evans, H., Elliot, S., & Hughes, D. (2011). Ophiocordyceps unilateralis: A keystone species for unraveling ecosystem functioning and biodiversity of fungi in tropical forests? Communicative & Integrative Biology, 4, 598–602. https://doi.org/10.4161/cib.4.5.16721 ↩︎
  12. The Last of Us (TV Series 2023– )—IMDb. (n.d.). Retrieved December 21, 2023, from https://www.imdb.com/title/tt3581920/ ↩︎
  13. Discover The Last of Us. (n.d.). PlayStation. Retrieved December 21, 2023, from https://www.playstation.com/en-us/the-last-of-us/ ↩︎