Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một loài nấm ký sinh Ophiocordyceps unilateralis, có phương thức sinh sản độc đáo khi sử dụng những con kiến, buộc kiến phải thay đổi hành vi, chứ không kiểm soát của hệ thần kinh của côn trùng. Thay vào đó, nấm xâm nhập và kiểm soát các cơ của kiến.
Loài nấm này được tìm thấy trong các rừng nhiệt đới của Brazil. Các bào tử nấm thâm nhập vào loài kiến cắt lá. Khi đàn kiến bị nhiễm bào tử nấm, kiến trèo lên cây ở độ cao khoảng 25cm so với mặt đất (nơi nhiệt độ và độ ẩm tối ưu cho sự phát triển của nấm), bám chặt hàm vào cuống lá và chết.
Sau một thời gian, phần thân của nấm phát triển từ đầu kiến và phần cuối thân xuất hiện các bào tử nấm. Khi những con kiến khác leo lên cây theo đường kiếm thức ăn của họ hàng nhà kiến, các bào tử lại rơi xuống, lây nhiễm cho những con kiến mới.
Loài kiến Polyrhachis armata bị nhiễm nấm - (Ảnh: Bernard DUPONT/Flickr).
Nhà côn trùng học David Hughes ở Đại học Pennsylvania, Mỹ, đã nghiên cứu sự tương tác của loài nấm ký sinh với kiến trong nhiều năm để khám phá cơ chế cho phép các loại nấm ký sinh biến con mồi thành một công cụ lợi hại. Maridel Frederiksen đồng nghiệp của ông đã thu được những lát cắt rất mỏng của kiến bị nhiễm nấm ký sinh với chiều dày chỉ bằng 50 nanomet, tức là mỏng hơn một sợi tóc người ngàn lần.
Khám phá dưới kính hiển vi một vết cắt, nhà nghiên cứu đã lập mô hình ba chiều các mô của kiến để quan sát sự lan truyền của bào tử nấm bên trong cơ thể kiến. Để mô tả chỉ có một cơ của côn trùng theo cách này cũng phải mất một tháng trời. Nhằm đẩy nhanh công việc, các nhà khoa học đã chuyển sang sự trợ giúp của chuyên gia công nghệ máy tính Danny Chen, người đã huấn luyện mạng máy tính biết phân biệt các tế bào nấm với các tế bào kiến.
Hóa ra, lúc đầu các tế bào nấm bơi trong hemolymph (một chất lỏng trong hệ tuần hoàn của động vật chân đốt, tương tự như máu và dịch giữa các tế bào) của kiến và sinh sôi trong đó. Tại một thời điểm nhất định, chúng bắt đầu hợp nhất, tạo thành một cơ thể hoàn chỉnh. Nó có dạng của một mạng lưới các ống nhỏ xíu. Chúng xâm nhập vào các tế bào cơ hoặc vào không gian giữa các tế bào cơ của kiến.
Kết quả là, tất cả các sợi cơ của kiến đều vướng vào một mạng lưới các tế bào nấm. Điều đặc biệt thú vị là nấm xâm nhập toàn bộ thân kiến, bao gồm cả đầu, nhưng các sợi của nấm không ảnh hưởng đến các tế bào ở đầu - bộ não của côn trùng. Điều này có nghĩa là nấm điều khiển hành vi của kiến hoàn toàn thông qua tác động đến các cơ của kiến.
Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Proceedings of Sciences.