Nell’estate del 2015, in una conferenza scientifica nel New Hampshire, stavo chiacchierando con un biologo di nome John McCutcheon quando un giovane ricercatore giapponese eccitato si avvicinò e si presentò. Il suo nome era Yu Matsuura, e come McCutcheon, aveva studiato i microbi che vivono all’interno cicale—insetti robusti che sono noti per le loro canzoni ad alto volume. Aveva trovato qualcosa che stava per far esplodere la mente di McCutcheon.,

Le cicale si nutrono di linfa vegetale—una dieta ricca di zuccheri, ma a basso contenuto di altri nutrienti essenziali. Le cicale affrontano l’aiuto di batteri addomesticati, che vivono all’interno delle loro cellule. Questi cosiddetti endosimbionti agiscono come integratori alimentari viventi, fornendo ai loro ospiti insetti i nutrienti che mancano dai loro pasti. La maggior parte delle cicale ha due di questi batteri: Sulcia e Hodgkinia. Ma nella maggior parte delle specie giapponesi studiate da Matsuura, l’Hodgkinia mancava. Non ha trovato tracce del suo DNA.

Hodgkinia non è opzionale., Rende vitamine essenziali e altri nutrienti che Sulcia non può. Se davvero era assente, qualche altro microbo deve aver completato le cicale al suo posto. ” Ma non importa quello che ho provato, non sono riuscito a trovare altri batteri—solo Sulcia”, dice Matsuura, che lavora presso l’Università del Ryukyus. “Ero confuso. Pensavo di aver fatto qualcosa di sbagliato.”

Tutto è diventato chiaro quando ha usato un microscopio per esaminare gli organi in cui le cicale ospitano i loro microbi. All’interno di queste strutture rotonde, Matsuura vide le cellule di un fungo estraneo., In un primo momento, ha pensato che le cicale avevano raccolto un’infezione fungina, ma ha trovato le stesse cellule in ogni specie che mancava Hodgkinia. Questi insetti avevano chiaramente adottato una sorta di fungo e lo trasformarono in un endosimbionte che sostituì il batterio mancante.

Altre storie

E quando Matsuura sequenziò il DNA del nuovo simbionte, si rese conto che era forse l’ultimo fungo che chiunque si sarebbe aspettato. Come McCutcheon più tardi mi disse: “Era un fottuto cordyceps.”

I funghi Cordyceps eccellono nell’infettare e uccidere gli insetti., Una specie particolare, Ophiocordyceps unilateralis, è diventata famosa per la sua capacità di trasformare le formiche in zombi. Cresce attraverso il corpo di una formica, creando una rete di filamenti che requisisce i muscoli dell’insetto. Quindi costringe la formica a salire su un gambo di pianta e a bloccare le mascelle sul lato inferiore di una foglia. Una volta che la formica è in posizione, il fungo invia un lungo gambo attraverso la sua testa, culminando in una palla piena di spore che piovono verso il basso e colpiscono i compagni di colonia della formica mentre vanno nei loro viaggi di foraggiamento. In questo modo, il fungo zombie può rivendicare un’intera colonia., Eccelle anche nell’infiltrarsi nella cultura popolare: è l’organismo dietro i mostri di The Last of Us e gli zombi della Ragazza con tutti i Doni.

I funghi che Matsuura scoprì nelle cicale sono tutti parenti stretti di questa specie che uccide le formiche-tutti parte dello stesso genere Ophiocordyceps. E questo, per dirla senza mezzi termini, è straordinario. Anche quando questi funghi non agiscono come sinistri burattinai, agiscono ancora come parassiti assassini. I loro ospiti finiscono quasi sempre morti, con steli con punta di spore che eruttano dai loro cadaveri.,

Eppure Matsuura ha dimostrato che le cicale hanno addomesticato Ophiocordyceps, trasformandolo in una parte essenziale del proprio corpo. È come scoprire che Darth Vader è la nuova mascotte dello Jedi, o che il Joker ha sostituito Alfred come maggiordomo di Batman.

Molti microbi benefici si evolvono da antenati parassiti, e la divisione tra questi due stili di vita è più di un continuum. ” Così spesso, vogliamo usare definizioni in bianco e nero per definire queste associazioni tra host e microbi”, afferma Nichole Broderick dell’Università del Connecticut., “Questo studio è un grande promemoria del grigiore della biologia.”

È anche un promemoria che i funghi sono importanti. “Potrebbe essere utile guardarli come parte del microbioma di un organismo invece di limitarsi a concentrarsi sui batteri come avviene nella maggior parte degli studi”, aggiunge Charissa de Bekker dell’Università della Florida centrale.

Le cicale incontrano certamente molti funghi. Trascorrono la maggior parte della loro vita sottoterra e sono costantemente circondati da funghi che vivono nel suolo., Questi includono diverse specie di Ophiocordyceps che si specializzano nel parassitare le cicale e nient’altro. Matsuura sospetta che alcuni di questi funghi siano mutati in ceppi più deboli, il che ha stabilito infezioni lievi e croniche nel sangue delle cicale senza ucciderle completamente. Questi ceppi sono venuti a coesistere con i loro ospiti. Forse la loro presenza ha conferito qualche tipo di beneficio, come la resistenza alle infezioni virali. E forse potrebbero anche aver salvato alcune delle cicale dall’estinzione.

Ricordate Hodgkinia, il simbionte batterico su cui si basano le cicale?, Come partner vanno, è “davvero andando fuori dai binari”, dice McCutcheon. Ha dimostrato che questo singolo microbo tende a dividersi in quelle che sono effettivamente diverse specie figlie. Una singola cicala potrebbe avere dozzine di questi microbi figlia. Ognuno di questi contiene solo alcuni dei geni del suo antenato. Nessuno di loro può sopravvivere da solo, ma sono collettivamente essenziali per la sopravvivenza dell’insetto.

Questo caos caotico lascia la cicala in una posizione precaria., Se Hodgkinia continua a fratturarsi in pezzi sempre più piccoli, alcuni di questi pezzi potrebbero smettere di funzionare correttamente o scomparire del tutto. In tal caso, il batterio non sarebbe più in grado di fornire alla cicala i nutrienti di cui ha bisogno. La cicala si estinguerebbe, a meno che non possa attingere a un’altra fonte di quei nutrienti—una fonte, forse, come i benigni funghi Ophiocordyceps che circolano attraverso il suo corpo. Questi funghi possono produrre tutti gli aminoacidi e le vitamine di cui le cicale hanno bisogno. Quando Hodgkinia finalmente lasciato gli insetti verso il basso, Ophiocordyceps—che improbabile dei partner—avrebbe potuto intensificato.,

Le cicale giapponesi hanno reclutato Ophiocordyceps in almeno tre diverse occasioni. E altri scienziati, tra cui il supervisore di Matsuura Takema Fukatsu, hanno trovato diversi altri casi in cui insetti succhiatori di linfa hanno formato partnership con questi famigerati parassiti.

“Il quadro generale è un arazzo di diversi simbionti microbici in arrivo e in partenza”, afferma Nancy Moran dell’Università del Texas ad Austin. “E probabilmente ci dovrebbe essere un boschetto di fili simili a fantasmi sullo sfondo, di tutti gli ospiti che si sono estinti a causa della dipendenza da partner decrepiti.”