※この記事には寄生菌に侵されたアリの写真が含まれています。注意してご覧ください。

ある種の菌が、アリの体内に侵入したあとで組織全体をむしばんで成長する。そして宿主であるアリを木に登らせ、小枝を噛ませることで体を固定する。もはや用済みになってしまったアリが死ぬと、その頭の後ろの部分を破裂させて胞子を雨のようにばらまき、木の下にいるほかのアリたちを狙う──。

その驚くべき複雑なメカニズムを、いったいどう理解したらよいのだろう。菌がアリを“ゾンビ化”させる集団感染現象を科学者たちは理解できず、永遠に謎のままなのだろうか？

ペンシルヴェニア州の生物学者たちは、このタイワンアリタケ（Ophiocordyceps unilateralis）と呼ばれる菌の一種が宿主を操る驚くべき仕組みを研究してきた。そして2019年7月、研究者たちはパズルの1ピースの正しい位置を突き止めた。菌がどうやってアリに小枝を噛ませるのかを解明したのだ。その真相は「アリ殺しの菌」というイメージに違わぬ、じつに卑劣なものだった。

筋肉が強制的に収縮状態に

タイワンアリタケの胞子がアリの外骨格に付着すると、まず硬い外殻を侵食していく。そしてやがて、どろどろして栄養豊富な内部に入り込む。そこで菌糸と呼ばれる管を体中に伸ばし、哀れなアリの筋肉を貫通するネットワークを形成する（このときのアリがどんな気分なのかについては、わたしたちが永遠に解こうと思わない謎かもしれない）。

この菌は想像を絶する方法でアリの行動を操作するのだが、実は脳には侵入しない。代わりに脳の周囲と、大あごを制御する筋肉のなかで成長する。これらは噛みつき攻撃の際に使われる部位だ。

ペンシルヴェニアの研究チームは走査型電子顕微鏡を使って、死にかけたアリの大顎の筋肉を観察した。分子生物学者のコリーン・マンゴールドは、「観察できたのは、（菌によって）筋肉が強制的に収縮状態にされている様子でした」と説明する。彼女を筆頭著者とする論文は、学術誌『Journal of Experimental Biology（実験生物学ジャーナル）』に掲載されている。

走査型電子顕微鏡で観察した、菌糸に覆われたアリの筋肉。細胞間の結節点に注目してほしい。PHOTOGRAPH BY COLLEEN MANGOLD

興味深いことに、菌は筋繊維の周囲のさやのような部分（筋繊維鞘）を破壊していたが、神経筋接合部は無傷だった。後者は、ニューロンが筋肉を動かすためのコミュニケーションが行われる部分だ。

「神経筋接合部が残っていることから、感染後も脳からの中枢神経系信号はおそらく伝達されていて、それが筋収縮を引き起こすと考えられます」と、マンゴールドは言う。つまり、菌は筋肉に侵入して有無を言わせず破壊するが、脳からのコミュニケーションを遮断しているわけではない。

湧き上がる新たな疑問

ここからが重要だ。菌は筋肉を強制的に最大限に収縮させ、筋繊維を破壊することで二度と大あごを開けなくしているようなのだ。マンゴールドの仮説によれば、「アリが目的地に到着して小枝を噛んだ瞬間、菌が同時に何らかの物質を放出して筋肉の強制収縮をもたらし、死のひと噛みになる」というわけだ。

かくしてゾンビとなったアリは寄生菌の運び屋となり、菌は引き続きアリのコロニーを餌食にすることになる。

「死のひと噛み」のまま硬直したゾンビアリ。頭の後ろから突出した子実体は、下を歩くほかのアリたちに胞子の雨を降らせ、コロニーに寄生感染を広める。PHOTOGRAPH BY KEN FLEMING

自然界屈指の複雑な宿主操作のメカニズムの一端が明らかになったわけだが、この研究からは新たな疑問も湧く。なかでもマンゴールドらが注目しているのは、菌の細胞に付着している小さな球体で、彼女らはこれらを「細胞外小嚢状粒子」と呼んでいる。

「これが何なのか、さっぱりわかりません」と、マンゴールドは言う。「菌に由来するのか、宿主に由来するのかさえ不明ですが、大あごの筋肉の収縮を引き起こすことに関係しているのかもしれません」

さらに不可解なことに、これらの粒子は白きょう病菌（Beauveria bassiana）という、宿主をゾンビにこそしないが同じく筋繊維鞘を破壊する寄生菌に感染したアリにも見られるものだった。

どちらの菌にとっても、宿主の筋繊維鞘を破壊することは、筋肉内部の真菌コミュニティに栄養を届ける突破口を開くうえで役立っている可能性がある。そしてタイワンアリタケの場合、筋繊維を露出させることで、アリの操作に必要な何らかの毒を注入しやすくなるのだろう。

こうして研究者がゾンビアリの謎をひとつ解いたが、そのとたんに新たな謎がいくつも現れた。とはいえ、自分の筋繊維に菌が侵入する感覚を知らずに済むのであれば、わたしたちとしては満足と言えるだろう。