Pasożyt ma szczególnie sprytny i okrutny sposób zapewnienia sobie przetrwania. Dosłownie zamienia mrówki w zombie.

Przywra wątrobowa ma sprytny – niektórzy mogliby powiedzieć okrutny – sposób zapewnienia sobie przetrwania. Zamienia mrówki w zombie. W ten sposób badacze badający tę maleńką pasożytniczą płazińcę często opisują pierwszy etap jej złożonego cyklu życiowego, w którym wykorzystuje mrówki i pasące się zwierzęta, takie jak krowy, jelenie, owce i ślimaki, aby zapewnić sobie następne pokolenie.

„Przywra lancetowata jest doskonałym przykładem pasożytniczej manipulacji zachowaniem żywiciela” – mówi Brian Lund Fredensborg, ekolog pasożytów i profesor nadzwyczajny na Wydziale Nauk o Roślinach i Środowisku Uniwersytetu w Kopenhadze, który współpracował z byłym doktorantem. Simon Nordstrand-Gaske przeprowadził niedawno badanie Zostań Opublikowano pracę na temat roli czynników środowiskowych w przejściu mrówek od zachowań przypominających zombie do normalnego życia.

Przywry wątrobowe i inne pasożyty to organizmy żyjące na organizmach żywicieli lub w ich obrębie, a odżywianie jest od nich zależne.

Chociaż jeden jest w magazynie branżowym Środowisko behawioralne Chociaż opublikowane badanie nie dotyczy bezpośrednio ludzi, pasożyty ogólnie powodują ogromne obciążenie chorobami na całym świecie, a rosnąca wiedza na temat zachowań pasożytów może poszerzyć wiedzę naukowców na temat ich statusu ewolucyjnego, szczególnie jeśli chodzi o interakcje z żywicielami.

„Jeśli dowiemy się o nich więcej, będziemy mogli lepiej zrozumieć, jak działają inne pasożyty manipulujące zachowaniem, być może włączając te, które zakażają ludzi” – mówi Fredensborg. Dodał, że przywra lancetowata rzadko zakaża człowieka i nie wpływa negatywnie na ludzki mózg.

Co robi robak?

Historia o robaku włóczni jest następująca: mrówka zjada kilka pijawek, a jedna pijawka poświęca się – robak przy tym umiera – migruje do mózgu mrówki, zaraża go i zasadniczo porywa. Setki innych pijawek przedostają się do odwłoka owada, gdzie tymczasowo chowają się w utworzonej przez siebie torebce, chroniąc ją przed kwasem żołądkowym mrówek.

Przywra w mózgu przemieszcza się do zwoju podprzełykowego mrówki, będącego częścią jej centralnego układu nerwowego, powodując, że zarażony owad wspina się na szczyt źdźbła trawy w chłodny poranek lub zmierzch, zamyka szczęki wokół ostrza i pozostaje tam . . (Naukowcy opisują zachowanie mrówki jako „radykalną i odwracalną zmianę zachowania”). Kiedy bydło, owce lub jelenie przychodzą na pastwisko, zjadają mrówki wraz z trawą, a robaki osiadają w wątrobach większych zwierząt.

Robaki składają tam jaja, które później są wydalane z odchodami zwierzęcia żywiciela. Ślimaki z kolei zjadają odchody i są ostatecznym celem pijawki. Szczęśliwe larwy rozmnażają się w ślimakach i rozmnażają się tysiącami. W końcu ślimaki wypluwają kulkę śluzu, która przyciąga mrówki. Mrówki żywią się mazią zarażoną muszlą i cykl zaczyna się od nowa.

„Kiedy pasożyt zmienia zachowanie żywiciela, zwiększa to szansę na dotarcie do następnego żywiciela w cyklu życiowym” – mówi Fredensborg. „Jest to szczególnie powszechne, gdy pasożyt potrzebuje jednego żywiciela, który zostanie zjedzony przez następnego żywiciela. W naturze pasożyty w subtelny sposób wpływają na to, kto co i w jakich ilościach zjada, ale ma to istotne implikacje dla funkcjonowania ekosystemów. Najważniejszym pytaniem jest, w jaki sposób pasożyty żyją w stanie kontrolować zachowanie swoich gospodarzy.” ».

Co jest specjalnego w tym badaniu?

Niektórzy naukowcy spekulują, że proces ten polega na manipulowaniu pewnymi substancjami chemicznymi w mózgu.

Fredensborg przytacza przykład pasożyta Toxoplasma gondii, występującego w niedogotowanym mięsie i kocich odchodach. Badania sugerują, że może upośledzać funkcję dopaminy i sprzyjać rozwojowi schizofrenii. Dopamina wytwarzana w mózgu jest ważna dla wielu funkcji organizmu, takich jak ruch, i jest powiązana z wieloma chorobami psychicznymi i neurologicznymi. Fredensborg podkreśla jednak, że sposób działania tych pasożytów jest zupełnie inny.

„Samych zmian w zachowaniu nie można porównywać u żywiciela Toxoplasma i mrówek zakażonych przywrą wątrobową, ale podstawowe mechanizmy są porównywalne” – mówi Fredensborg. „Obydwa znajdują się w mózgu w miejscach zdolnych do poradzenia sobie z określonym zestawem zachowań. W przypadku Toxoplasma wiemy, że w grę wchodzi dopamina. W przypadku wątroby nie wiemy jeszcze, jakie neuromodulatory są zaangażowane, ale dopamina jest jednym z głównych podejrzanych, ponieważ pobudza poszukiwanie nowości.” i zachowanie polegające na gryzieniu.

Poszukując sposobów wpływania na zachowanie zarażonych mrówek, Fredensborg i Gaske przeczesali lasy Bedstrup w pobliżu Roskilde w Danii i oznaczyli mrówki do badań – nie było to łatwe zadanie.

„Simon stał się prawdziwym mistrzem w znajdowaniu i oznaczaniu zarażonych mrówek w lesie, ale na początku zdecydowanie wyzwaniem było umieszczenie kropli kleju i markera na grzbiecie mrówek tak, aby nie przyklejała się do nich ani etykieta, ani mrówka. ” „Wsuń palec” – mówi Fredensborg.

Naukowcy odkryli, że pewną rolę odgrywa temperatura powietrza. O świcie i zmierzchu, kiedy jest chłodno i większość zwierząt lubi się paść, mrówki chętniej przyczepiają się do czubka liścia i zostają zjedzone. Kiedy zrobiło się cieplej, puściły i czołgały się z powrotem na dół. „Żartowaliśmy, że znaleźliśmy klucz do mrówek zombie” – mówi Fredensborg.

Dlaczego wyniki mają znaczenie

Według Fredensborga przywra lancetowata nie jest jedynym robakiem, który wywołuje zachowania atrakcyjne dla drapieżników. Microphallus papillorobustus migruje do mózgów obunogów – małych skorupiaków wodnych – i skłania je do szukania światła i wypłynięcia na powierzchnię wody, gdzie pływają niespokojnie, przyczepiając się do roślin, a następnie są zjadane przez kaczki.

Euhaplorchis californiensis gniazduje w mózgach zabijaków, powodując nieobliczalne zachowanie i wabiąc czaple. Fasciola hepatica jest powszechna w produkcji zwierzęcej, w tym w Stanach Zjednoczonych, ale rzadko występuje u ludzi, chociaż może zostać zarażona przez skażoną rzeżuchę wodną lub wodę pitną – mówi Fredensborg.

„Badanie to pokazuje, że dobór naturalny precyzyjnie dostosował przejmowanie żywicieli, tak aby pokrywało się ze wzorcami aktywności kolejnego żywiciela w cyklu życiowym pasożyta” – mówi Robert Pullen, ekolog ewolucyjny i profesor zoologii na Uniwersytecie Otago w New Delhi. Zealand, który nie brał udziału w badaniu. „Niskie temperatury popychają pasożyta do przejęcia kontroli i powodują, że mrówki wspinają się na skrawek trawy w czasie, gdy pasące się zwierzę najprawdopodobniej będzie się żerować, podczas gdy wysokie temperatury popychają pasożyta do przejęcia kontroli nad mrówkami, co mrówki opuścić.” Pozwala jej to powrócić do normalnego zachowania i uniknąć przegrzania.

Bolin, który wiele lat temu promotor pracy doktorskiej Fredensborga, opisał działanie robaka jako „uwarunkowaną manipulację” kontrolowaną przez temperaturę zewnętrzną. „Nie przychodzi mi do głowy inny taki przykład, chociaż może to wynikać z tego, że nie przyjrzeliśmy się wystarczająco uważnie” – mówi Bolin. „Kto powiedział, że pasożyty to proste, zdegenerowane stworzenia? Są niesamowite”.

Wyniki sugerują, że można zaprojektować środowisko tak, aby mrówki wróciły do ​​normy.

„Zainicjowanie radykalnej, odwracalnej zmiany zachowania — za pomocą przełącznika — jest prawdopodobnie cechą charakterystyczną pijawki skalpelowej” – mówi Fredensborg. „Mamy jednak nadzieję, że ta umiejętność pomoże nam opisać, jak pasożyty zmieniają zachowanie żywiciela, porównując neurochemię ze stanu „włączony” do „wyłączony” i ustalając powiązanie między infekcją żywiciela, zmianami w jego mózgu i tym, co się z nim dzieje, co powoduje następujące zachowanie.

Obecnie testujemy tłumaczenia maszynowe. Ten artykuł został automatycznie przetłumaczony z angielskiego na niemiecki.

Ten artykuł został po raz pierwszy opublikowany w języku angielskim 19 listopada 2023 r. na stronie „Washingtonpost.com” ukazało się w ramach współpracy, a teraz jest dostępne także w tłumaczeniu dla czytelników portali IPPEN.MEDIA.