Niewidzialna władza pasożytów
Życie to sieć skomplikowanych interakcji. Organizmy na całym świecie są ze sobą powiązane w sposób, który jest często niewidoczny dla oka, z pasożytami manipulującymi swoimi gospodarzami, aby sprostać swoim celom ewolucyjnym. Przez wieki te maleńkie organizmy doskonaliły swoje strategie przeżycia, zaczynając od prostej zależności od gospodarza, a kończąc na manipulowaniu jego zachowaniem, aby służył potrzebom pasozyta.
Życie nie zawsze jest proste, jeśli chodzi o kwestie przetrwania
Łańcuch pokarmowy, na przykład, składa się z wielu łańcuchów organizmów, które przejmują zdolności przetwarzania energii innych organizmów.
Nie możemy przetwarzać światła słonecznego na cukry, które potrzebujemy do uzyskania energii; czekamy, aż rośliny to zrobią, a potem je jemy. Mięsożercy nie mogą właściwie trawić roślin; czekają, aż inne zwierzęta zjedzą rośliny, a potem jedzą te zwierzęta.
Innymi słowy, większość z nas w pewien sposób korzysta z innych organizmów - ale pasożyty doprowadzają tę koncepcję do skrajności. Dlaczego wykonywać ciężką pracę związaną z życiem, skoro można zmusić inną istotę do wykonania tej pracy za ciebie? Albo jeszcze lepiej, zmusić ją do tego.
To jest dziki zachód parazytologii: gdy pasożyt nie tylko łapie okazję, ale także przejmuje kontrolę nad ciałem swojego gospodarza w jakiś sposób, prowadząc go do zachowań, które przynoszą korzyść pasożytowi - często na gospodarza własne, nawet śmiertelne, nieszczęście.
W literaturze naukowej nazwą tego jest hipoteza adaptacyjnej manipulacji gospodarzem, powiedział parazytolog Alex Maier z Australian National University dla ScienceAlert.
Oznacza to, że pasożyty faktycznie indukują konkretne zmiany u gospodarza, które maksymalizują tym samym chorobę pasożytniczą, tak, aby pasożyty były rozprzestrzeniane częściej i było ich więcej.
Być może słyszałeś o tym wcześniej. Jednym z najbardziej znanych przykładów jest Toxoplasma gondii, która powoduje chorobę o nazwie toksoplazmoza.
Badania wykazały, że zwierzęta zarażone T. gondii wykazują znaczące zmiany w zachowaniu, podejmują większe ryzyko i zachowują się w sposób, który może zwiększyć prawdopodobieństwo spotkania z kotami - jedynymi gospodarzami, w których pasożyt może się rozmnażać.
Nadal jest w trakcie badań aspekt, czy T. gondii faktycznie manipuluje gospodarzami, ale to przecież tylko jeden z przykładów pasożytów. Wiele pasożytów na różne sposoby modyfikuje swoich gospodarzy... i fascynujące jest to, że często nie mamy pojęcia, jak to robią.
Wejdźmy w intymną relację
Pasożyty prowadzą bardzo skomplikowane i kręte życie, ale wydaje się być ono niesamowicie skuteczne. Podczas gdy niektóre pasożyty przywiązują się do jednego gospodarza na cały cykl życia, inne wymagają wielu gospodarzy, aby zakończyć swoją biologiczną podróż.
Oto jak zazwyczaj działają bardziej skomplikowane cykle życiowe. Pasożyt rozmnaża się i składa jaja w tym, co jest znane jako gospodarz ostateczny. Te jaja są wydalane do środowiska, zwykle wraz z kałem; jaja lub larwy są następnie pobierane przez pierwszego gospodarza pośredniego.
Tam pasożyt kontynuuje rozwój, a stąd może albo dalej dojrzewać, albo przenieść się do drugiego gospodarza pośredniego, aby zakończyć swój wzrost.
Gdy jest w pełni dojrzały i gotowy do rozmnażania, musi wrócić do gospodarza ostatecznego - często jest to określony typ zwierzęcia, jak T. gondii i koty.
To jest miejsce, gdzie pojawia się adaptacyjna manipulacja gospodarzem.
Najbardziej oczywistym sposobem, w jaki pasożyt może manipulować gospodarzem, jest zmiana jego ciała w jakiś sposób. Niektóre z nich są spektakularnie dziwaczne.
Ribeiroia ondatrae, płazińce mutujące żaby, to płazińce, które, jak wskazuje ich nazwa, mutują żaby-a konkretniej- ich tylne nogi. Żaby zarażone tym pasożytem rosną dodatkowe, bezużyteczne kończyny - czasami wiele z nich.
Inny płaziniec, zwany Leucochloridium paradoxum (przywra ślimacza), wchodzi w czułki oczne ślimaków, gdzie puchnie i pulsuje, tworząc atrakcyjny dla ptasiego oka pokaz ruchu i koloru.
W obu tych przypadkach, ostatecznym celem pasożytów nie są żaby, ani ślimaki. Zarówno R. ondatrae jak i L. paradoxum żyją i rosną w ciałach swoich gospodarzy pośrednich, ale mogą się rozmnażać tylko w ciałach ptaków (lub również ssaków dla R. ondatrae).
Ich ostatecznym celem jest więc zwiększenie prawdopodobieństwa, że żaby i ślimaki (lub przynajmniej ich czułki oczne) zostaną zjedzone, zabierając ze sobą pasożyty.
W przypadku żab pasożyt zmniejsza ich ruchliwość i zdolność do ucieczki. W przypadku ślimaków, kolorowy pasożytowy pokaz jest jak neonowy znak mówiący ptakom PRZEKĄSKI TUTAJ. (Co ciekawe, Maier zauważa, że czułki oczne ślimaków regenerują się po zjedzeniu przez ptaka, więc ten sam ślimak może dostarczyć wiele przekąsek dla ptaków.)
W tych przypadkach badacze rozumieją doskonale jak pasożyty robią, to co robią
Larwy R. ontradae są przyciągane do pączków kończyn swoich drugich pośrednich gospodarzy - płazów; oplatają się wokół tego miejsca i wpływają na wzrost kończyn. L. paradoxum umieszcza się tam, gdzie będzie najbardziej widoczna i atrakcyjna dla drapieżników.
Nie zawsze jest jednak tak prosto.
Wszystko jest w głowie
L. paradoxum ma jeszcze jednego asa w rękawie, a ten jest nieco trudniejszy do rozgryzienia. Ślimaki zarażone tym pasożytem zachowują się inaczej niż osobniki niezarażone.
Przywra ślimacza zmienia również zachowanie gospodarzy, nie tylko morfologię, wyjaśnia Maier.
Chodzi o to, że dochodzi do pęcznienia i pulsującego efektu w czułkach ocznych, a jednocześnie zarażone ślimaki wychodzą na otwarte przestrzenie, tak że ptaki mogą do nich podlecieć i zjeść te czułki.
Całe mnóstwo gatunków pasożytów wiąże się z podobnymi zachowaniami. Pomphorhynchus laevis, tasiemiec kolczasty, odwraca reakcję swojego pośredniego gospodarza - krewetki, na światło, co czyni ją bardziej podatną na drapieżnictwo przez karpie, które są gospodarzem ostatecznym.
Ropuchy zarażone płucnicą Rhabdias pseudosphaerocephala szukają cieplejszych temperatur i wilgotniejszych środowisk, co zwiększa wzrost i przeżywalność pasożytów.
Szczególnie fascynującym przykładem jest Dicrocoelium dendriticum, motylica wątrobowa, która atakuje owce i bydło jako swojego gospodarza ostatecznego - ale sposób, w jaki dostaje się do owiec i bydła, jest naprawdę podstępny.
Gdy motylica rozmnaża się, jaja są wydalane z kałem gospodarza i następnie zjadane przez ślimaki, gdzie wykluwają się i rozwijają. W tym momencie wydostają się przez śluz ślimaków, który zawiera słodką substancję, która jest bardzo smaczna dla mrówek.
Wewnątrz mrówki pasożyt dojrzewa... a stamtąd mrówka jest zjadana przez bydło i owce, gdzie może zacząć cykl życia od początku.
Błąd logiczny polega na tym, że krowa jest wegetarianką. Dlaczego miałaby jeść mrówki? mówi Maier.
W zasadzie to proste - zarażone mrówki w ciągu dnia pokazują normalne zachowanie, a wieczorem, gdy temperatura spada, zamiast wrócić ze swoimi zdrowymi koleżankami do mrowiska- wspinają się na trawę. A potem, gdy temperatura spada jeszcze bardziej, mają skurcze w żuwaczkach i w zasadzie zamykają się na tej trawie.
Spędzają więc na niej noc; rano przychodzi krowa, zjada trawę i przy okazji te zarażone mrówki.
W jakiś sposób pasożyt przejmuje kontrolę nad mrówką i prowadzi ją do samobójczego zachowania, aby wrócić do imprezy seksualnej, która odbywa się u krów.
Ale czy na pewno jest w głowie?
Wiemy trochę, jak motylica wątrobowa może to osiągnąć. Kilka lat temu zespół badaczy przeprowadził tomografię komputerową zarażonych mrówek i odkrył, że podczas gdy większość pasożytów skupia się w brzuchu, prawie zawsze jest jeden samotny pasożyt umieszczony tuż obok mózgu mrówki.
Wciąż nie wiemy, co dokładnie robi ten sterujący egzemplarz, ale może manipulować mózgiem mrówki, albo chemicznie, albo fizycznie.
W wielu przypadkach jednak nie znamy faktycznych mechanizmów sterowania, szczególnie w przypadku pasożytów ludzkich. Powodem jest to, że zwykle polegamy na danych behawioralnych, a zachowanie jest zjawiskiem złożonym z niezliczonymi możliwymi czynnikami, w tym osobowością. I może pojawiać się stronniczość w sposobie, w jaki wybieramy dane behawioralne do uwzględnienia w badaniach.
Na przykład badanie kohorty urodzeniowej opublikowane w 2016 roku znalazło niewiele dowodów na poparcie twierdzenia, że Toxoplasma gondii prowadzi do zwiększonego ryzyka zaburzeń psychicznych lub zwiększonej impulsywności u ludzi, jak wcześniej twierdzono.
W rzeczywistości nie jest jednoznacznie jasne, czy T. gondii manipuluje gryzoniami. Badanie z 2013 roku uznało aktualne dowody za nieprzekonujące. Może być niezwykle trudno jednoznacznie powiązać takie zmiany z manipulacją pasożyta.
Być może gospodarz po prostu zachowuje się inaczej, ponieważ czuje się chory, bo ma pasożytniczą infekcję.
Przypadek wścieklizny jest bardziej przekonujący. Objawy behawioralne obejmują nadaktywność, bezsenność i skrajny strach przed wodą i świeżym powietrzem, które naukowcy powiązali z neuroinhibitorem podobnym do toksyny wydzielanym przez wirusa wścieklizny.
Gdy objawy wścieklizny się pojawią, jest już za późno na cokolwiek; takie przypadki są prawie zawsze śmiertelne. I nie mamy sposobu na zdiagnozowanie wścieklizny przed pojawieniem się objawów.
Chociaż stosunkowo niewiele pasożytów jest znanych z tego, że zmieniają zachowanie ludzi, adaptacyjna manipulacja gospodarzem to dziedzina, która zasługuje na dalsze badania. Te małe darmozjady mają ogromny wpływ na większy świat.
Napędzanie ewolucji
Walka między pasożytem a gospodarzem to swoisty ewolucyjny wyścig zbrojeń. Pasożyt chce maksymalizować swoje szanse na dotarcie do swojego ostatecznego gospodarza; gospodarz chce zminimalizować swoje szanse na chorobę pasożytniczą.
Tak więc pasożyty rozwijają adaptacje, które pomagają im zainfekować swoich gospodarzy, a w odpowiedzi gospodarze zwiększają odporność i tolerancję na pasożyty.
Może to mieć dość interesujące konsekwencje. Jeden psycholog badał nawet teoretyczną koncepcję, że ewolucja ludzkiego mózgu mogła być, przynajmniej częściowo, napędzana przez pasożyty.
Chociaż jest to czysta spekulacja, pomysł ten ma kilka interesujących implikacji, takich jak naśladowanie ataku pasożyta, aby stymulować mechanizmy obronne mózgu.
To nie jest taki dziwny pomysł. Niedawne badania wykazały obiecujące efekty w leczeniu drażliwych stanów jelit, takich jak celiakia i choroba Crohna, za pomocą pasożytniczych robaków żyjących w jelicie, znane jako terapia helmintami.
Pacjenci z celiakią wykazali ogromne zwiększenie tolerancji na gluten po zakażeniu tęgoryjcem, a pacjenci z chorobą Crohna leczeni motylicą często wchodzą w remisję.
Są to stany autoimmunologiczne, a reakcja na infekcję pasożytniczą sugeruje jeden potencjalny powód tego zjawiska, mówi Maier.
W ciągu ostatnich 50 lat niektóre osobniki rasy ludzkiej dorastały w higienicznym środowisku - to jest hipoteza higieny, wyjaśnia.
A część naszego systemu immunologicznego, która zwykle radziła sobie z tymi robaczywymi pasożytami, teraz siedzi bezczynnie. Nie ma nic do roboty. I u niektórych osób zaczyna atakować własną tkankę.
Pasożytnictwo zmusza zarówno gospodarzy, jak i pasożyty do dywersyfikacji, do wchodzenia w nowe nisze, do adaptacji. Populacje zwierząt z pasożytami mają większą różnorodność genetyczną, ponieważ ogranicza to sukces pasożytów.
Jeśli możemy powiązać zachowanie pasożytów z naszymi własnymi adaptacjami ewolucyjnymi, mogłoby to mieć pewne implikacje dla sposobu, w jaki leczymy, a nawet zapobiegamy niektórym formom chorób.
Poza tym jednak pasożyty, które są w stanie manipulować swoimi gospodarzami, dają nam wskazówki do zrozumienia ich biologii. Zmiana neurotransmitera, tak jak to robi na przykład wścieklizna, pomaga nam zrozumieć, jak ten neurotransmiter działa.
Mamy skłonność do myślenia o pasożytach z obrzydzeniem i odrazą, ale z tymi pasożytniczymi organizmami dzieje się o wiele więcej niż pulsowanie gałek ocznych, bez względu na to, jak żywe i przyciągające wzrok to jest.
Może pomysł adaptacyjnej manipulacji gospodarzem otwiera całą gamę filozoficznych pytań o plastyczność naszych własnych tożsamości, ale być może nasi mali pasażerowie również pchają nas wszystkich naprzód i w górę do większych rzeczy.
Opiekun czterech kotów i dwóch psów. W zoologii od kilkunastu lat. Administrator licznych stron i grup internetowych zajmujących się zoologią. Nałogowo szkoli się w temacie opieki i żywienia zwierząt.
Dostawa w 3h!
Zainstaluj nasza aplikację - zamów z dostawą do domu tego samego dnia.
W aplikacji znajdziesz również przydatne rzeczy, w tym listę aktualnie pracujacych lekarzy weterynarii w Szczecinie.
Kopiowanie, reprodukcja lub dystrybucja części lub całości materiałów bez wyraźnej zgody właściciela jest ściśle zabronione i może prowadzić do konsekwencji prawnych.
9:00 - 20:00
SOBOTA10:00 - 16:00
GODZINY PRACY
9:00 - 19:00
SOBOTA10:00 - 16:00
ZAMÓWIENIA883 901 501
SKLEP91 885 31 31
Regulamin
Polityka