Bardzo ciekawy artykuł autorstwa Wojciecha Mikołuszko ukazał się swego czasu w Gazecie Wyborczej. Mówi o tym, że niektóre gatunki pasożytów potrafią w pewien sposób „sterować” gospodarzem – zarażonym zwierzęciem lub owadem. Czy podobnie może być w przypadku ludzi?
Potrafią nakazać mrówce, by cierpliwie czekała na pożarcie przez krowę.
Manipulują też ludźmi
W ciągu dnia niczym się nie wyróżniała. Była tak samo pracowita jak wszystkie jej siostry. Dopiero pod wieczór zaczynała zachowywać się nieco dziwacznie. Stroniła od towarzystwa, nie chciała wracać do domu i wciąż spoglądała w górę. Wreszcie, gdy słońce zaszło, zrobiła to, o czym marzyła cały wieczór - wdrapała się na najwyższe źdźbło trawy i zacisnęła na nim żuwaczki. W tym skurczu trwała całą noc. Rankiem, gdy słońce osuszyło rosę, powróciła do mrowiska i jak gdyby nigdy nic podjęła pracę.
Następnego wieczora na łące pojawiła się krowa. Podeszła do kępy traw, na szczycie której tkwiła mrówka outsiderka, i zagarnęła je do pyska. Malutki owad zginął na własne życzenie. Tak jakby po prostu chciał być zjedzony. Prawdę mówiąc, słowo "chciał" jest trochę nie na miejscu.
W środku mrówki bowiem siedziały setki drobnych stworzonek. Większość z nich usadowiła się w odwłoku. Jedno lub dwa tkwiły w owadziej głowie, między nerwami kontrolującymi żuwaczki. Zależało im na jednym - jak najszybciej dostać się do żołądka krowy. By to się udało, zawładnęły "ciałem i umysłem" swego gospodarza.
To ich geny "zmuszały" mrówkę do wdrapywania się na szczyt źdźbła trawy i "kazały" czekać na pożarcie przez krowę. Gdy się to nie udawało, "mówiły" jej, by zeszła i nie zginęła (wraz z nimi) wysuszona przez słońce.Mrówka była tylko bezwolną marionetką.
Czekaj na krowę!
Przez długie lata biolodzy nie doceniali możliwości pasożytów. Panowało przekonanie, że życie wewnątrz innego organizmu prowadzi przede wszystkim do uproszczenia budowy. Im lepiej przystosowany pasożyt, tym miał być bardziej prymitywny. Jedzenia pod dostatkiem, ciepło, bezpiecznie - po co więc przewód pokarmowy, nogi czy pazury?
To prawda. Są one niepotrzebne. Ale by przetrwać wewnątrz swego żywiciela, pasożyty potrzebują bardzo złożonych umiejętności. Tak jednak odmiennych od tego, do czego przyzwyczaili się biolodzy, że długo uchodziły one ich uwadze. Dopiero w ostatnich latach naukowcy, wyposażeni w nowe metody pracy, zaczęli dowartościowywać pasożyty. Ich odkrycia podsumował niedawno Carl Zimmer w świetnej popularnonaukowej książce "Parasite Rex" ("Król pasożyt"). Niezwykłość cech, jakie w toku ewolucji wykształciły pasożyty, by przetrwać i rozprzestrzenić się, wprawia w podziw. Na ludzką wyobraźnię niewątpliwie jednak najbardziej działa ich umiejętność manipulacji. {xtypo_stickyTo, co potrafią zrobić ze swoim gospodarzem, by zachowywał się tak, jak one chcą, może wywołać dreszcz grozy.{/xtypo_sticky} Na przykład motyliczka wątrobowa (Dicrocoelium dendriticum). Ten robak z grupy przywr ma, podobnie jak wiele innych pasożytów, skomplikowany cykl życiowy. Dorosłe motyliczki żyją w bydle lub innych zwierzętach roślinożernych. Ich jaja wydostają się na zewnątrz wraz z kałem. By mogły rozwinąć się dalej, muszą zostać zjedzone przez ślimaki. Kolejnym żywicielem przywry są mrówki, które zarażają się, zjadając pakiety larw, które wydostają się ze ślimaka. By zakończyć cykl, motyliczka powinna trafić do żołądka krowy. I tu pojawia się problem. Mrówki, w których pasożytują przywry, nie są przecież naturalnym pokarmem bydła. Motyliczki robią więc, co mogą, by ich gospodarz poczuł nieprzepartą chęć zostania zjedzonym przez krowę. Zaczynają nim manipulować.
Ślimaku, udawaj gąsienicę!
Podobne sztuczki wyczyniają przywry z grupy Leucochloridium. Tym z kolei zależy, by ślimak, w którym pasożytują, został zjedzony przez ptaki. Ale skrzydlaci owadożercy nie są aż takimi smakoszami mięczaków. Ponadto ślimaki żyją w miejscach cienistych i wilgotnych, dokąd ptaki rzadko zaglądają. Pasożyt rozwiązał ten problem po mistrzowsku. Zarażone ślimaki zmieniają gust. Wyłażą na słoneczne miejsca i prażą się jak letnicy nad morzem. Zmienia się też ich wygląd. Przywra wydłuża się i wnika do "rogów" ślimaka. Tam przybiera jaskrawą barwę. Na jej końcu pojawiają się czarne kropki. Czułki ślimaka zaczynają przypominać... gąsienice. By dopełnić wrażenia, pasożyty rytmicznie kurczą się, naśladując w ten sposób ruchy owadzich larw. Głodne ptaki łatwo dają się nabierać na tę maskaradę. Łapią ślimaki, zarażając się przywrą. Cykl się zamyka.
Umieraj tuż przed zachodem słońca!
Muchę z kolei potrafi podporządkować sobie prosty grzyb. Gdy jego strzępki pasożytujące wewnątrz owada dojrzeją, "chcą" rozprzestrzenić się na inne muchy. Manipulowana mucha robi więc wszystko, by usiąść jak najwyżej. Może to być czubek trawy lub framuga drzwi. Tam przez chwilę łopocze skrzydłami, po czym zastyga w charakterystycznej pozycji: opuszczone przednie nogi, uniesione skrzydła, przechylony odwłok. Śmierć zawsze nadchodzi tuż przed zachodem słońca. Strzępki grzybni przebijają się przez ciało martwej ofiary i naokoło rozrzucają pyłek zarodników. Wszystko: pozycja owada, wysokość, na jakiej on się znajduje, pora dnia, wilgotność powietrza, sprzyja rozsiewaniu się grzyba. Część zarodników roznosi wieczorny wiatr. Pozostałe opadają na latające poniżej muchy. Za kilka dni i one zamienią się w posłuszne marionetki.
W roku 1994 Jacques Brodeur i Louise Vet odkryli jeszcze dziwniejsze zjawisko. Wydawało się do tej pory, że pasożyt może rządzić gospodarzem dopóty, dopóki siedzi wewnątrz niego. Nieprawda. Baryłkarze bieliniaki, drobni krewniacy os i mrówek, opanowały sztukę manipulacji na odległość. I to jaką!
Masz mieć tylko córki!
Umiejętności pasożytów na tym się jeszcze nie wyczerpują. Wolbachia, bakteria, której zdolności długo uchodziły uwadze naukowców, jest gorącą orędowniczką feminizacji świata. Wolbachie żyją wewnątrz komórek swoich żywicieli. Rozprzestrzeniają się niemal wyłącznie na drodze matka - dzieci. Jeśli trafią do synów, mogą tam przetrwać, ale nie będą mogły zakażać kolejnych ofiar. Życie w samcach to dla nich ślepa uliczka.
Właśnie dlatego bakteria ta robi wszystko, by jej gospodyni miała wyłącznie córki. Najprostszym sposobem jest zabijanie męskich embrionów. Tak właśnie dzieje się u zakażonych wolbachią biedronek. Może też sprawić, by embriony stały się niewrażliwe na męskie hormony. Ten sposób manipulacji stosuje bakteria u kulanek. Ze wszystkich jaj tego lądowego skorupiaka, blisko spokrewnionego ze stonogą, rozwiną się samice.
Najbardziej chyba wyrafinowaną metodą jest ingerencja bezpośrednio w materiał genetyczny. Takie sztuczki wolbachie wyczyniają u niektórych os. Te owady, podobnie jak mrówki czy pszczoły, mają nietypowy sposób wyznaczania płci potomstwa. Jeśli komórka jajowa matki zostanie zapłodniona, embrion będzie miał podwójny zestaw chromosomów (jeden od mamusi, drugi od tatusia) i rozwinie się z niego samica. Jeśli zaś do zapłodnienia nie dojdzie, w komórce pozostaje jeden, matczyny zestaw chromosomów. Z takiej kombinacji zawsze powstaje samiec. Prawie zawsze. Jeśli w jajeczku tkwią wolbachie, zaczyna się z nim dziać coś dziwnego. Normalny podział komórki zostaje zaburzony. Ale w efekcie rozwija się nie samiec, lecz... samica. Wolbachie otrzymują to, co "chciały".
Całkiem odwrotny "cel" przyświeca jednemu z najbardziej zdumiewających pasożytów świata zwierząt. Nie tworzy on żadnego organizmu. Ma postać kawałka DNA zwiniętego w samodzielną jednostkę zwaną chromosomem PSR. Do tej pory odkryto go w kilku zaledwie gatunkach błonkówek (os i ich krewnych). Nie wiadomo jednak, czy nie jest bardziej rozpowszechniony. To zupełna nowość w biologii.
Chromosom PSR, przeciwnie niż wolbachie, żyje wyłącznie w samcach. Do komórki jajowej wnika wraz z plemnikami swego gospodarza. I tu się uaktywnia. Z zapłodnionego jaja błonkówek powinna przecież rozwinąć się samica. Chromosom PSR nie pozwala na to. W komórce, w której się znalazł, wszystkie męskie geny (poza samym PSR) ulegają zniszczeniu. W trakcie podziałów powiela się wyłącznie matczyny zestaw chromosomów (wzbogacony o PSR). W efekcie rozwija się osobnik płci męskiej. Tak więc samiec, w którego komórkach znalazł się pasożytniczy chromosom, może mieć wyłącznie synów. Co gorsza, nigdy nie dziedziczą oni jego genów (poza PSR). To dlatego amerykańscy entomolodzy nazwali PSR "najbardziej radykalnym przykładem pasożyta genomowego w jakimkolwiek znanym organizmie".
Przez długie lata biolodzy nie doceniali możliwości pasożytów. Panowało przekonanie, że życie wewnątrz innego organizmu prowadzi przede wszystkim do uproszczenia budowy. Im lepiej przystosowany pasożyt, tym miał być bardziej prymitywny. Jedzenia pod dostatkiem, ciepło, bezpiecznie - po co więc przewód pokarmowy, nogi czy pazury?
To prawda. Są one niepotrzebne. Ale by przetrwać wewnątrz swego żywiciela, pasożyty potrzebują bardzo złożonych umiejętności. Tak jednak odmiennych od tego, do czego przyzwyczaili się biolodzy, że długo uchodziły one ich uwadze. Dopiero w ostatnich latach naukowcy, wyposażeni w nowe metody pracy, zaczęli dowartościowywać pasożyty. Ich odkrycia podsumował niedawno Carl Zimmer w świetnej popularnonaukowej książce "Parasite Rex" ("Król pasożyt"). Niezwykłość cech, jakie w toku ewolucji wykształciły pasożyty, by przetrwać i rozprzestrzenić się, wprawia w podziw. Na ludzką wyobraźnię niewątpliwie jednak najbardziej działa ich umiejętność manipulacji. {xtypo_stickyTo, co potrafią zrobić ze swoim gospodarzem, by zachowywał się tak, jak one chcą, może wywołać dreszcz grozy.{/xtypo_sticky} Na przykład motyliczka wątrobowa (Dicrocoelium dendriticum). Ten robak z grupy przywr ma, podobnie jak wiele innych pasożytów, skomplikowany cykl życiowy. Dorosłe motyliczki żyją w bydle lub innych zwierzętach roślinożernych. Ich jaja wydostają się na zewnątrz wraz z kałem. By mogły rozwinąć się dalej, muszą zostać zjedzone przez ślimaki. Kolejnym żywicielem przywry są mrówki, które zarażają się, zjadając pakiety larw, które wydostają się ze ślimaka. By zakończyć cykl, motyliczka powinna trafić do żołądka krowy. I tu pojawia się problem. Mrówki, w których pasożytują przywry, nie są przecież naturalnym pokarmem bydła. Motyliczki robią więc, co mogą, by ich gospodarz poczuł nieprzepartą chęć zostania zjedzonym przez krowę. Zaczynają nim manipulować.
Ślimaku, udawaj gąsienicę!
Podobne sztuczki wyczyniają przywry z grupy Leucochloridium. Tym z kolei zależy, by ślimak, w którym pasożytują, został zjedzony przez ptaki. Ale skrzydlaci owadożercy nie są aż takimi smakoszami mięczaków. Ponadto ślimaki żyją w miejscach cienistych i wilgotnych, dokąd ptaki rzadko zaglądają. Pasożyt rozwiązał ten problem po mistrzowsku. Zarażone ślimaki zmieniają gust. Wyłażą na słoneczne miejsca i prażą się jak letnicy nad morzem. Zmienia się też ich wygląd. Przywra wydłuża się i wnika do "rogów" ślimaka. Tam przybiera jaskrawą barwę. Na jej końcu pojawiają się czarne kropki. Czułki ślimaka zaczynają przypominać... gąsienice. By dopełnić wrażenia, pasożyty rytmicznie kurczą się, naśladując w ten sposób ruchy owadzich larw. Głodne ptaki łatwo dają się nabierać na tę maskaradę. Łapią ślimaki, zarażając się przywrą. Cykl się zamyka.
Umieraj tuż przed zachodem słońca!
Muchę z kolei potrafi podporządkować sobie prosty grzyb. Gdy jego strzępki pasożytujące wewnątrz owada dojrzeją, "chcą" rozprzestrzenić się na inne muchy. Manipulowana mucha robi więc wszystko, by usiąść jak najwyżej. Może to być czubek trawy lub framuga drzwi. Tam przez chwilę łopocze skrzydłami, po czym zastyga w charakterystycznej pozycji: opuszczone przednie nogi, uniesione skrzydła, przechylony odwłok. Śmierć zawsze nadchodzi tuż przed zachodem słońca. Strzępki grzybni przebijają się przez ciało martwej ofiary i naokoło rozrzucają pyłek zarodników. Wszystko: pozycja owada, wysokość, na jakiej on się znajduje, pora dnia, wilgotność powietrza, sprzyja rozsiewaniu się grzyba. Część zarodników roznosi wieczorny wiatr. Pozostałe opadają na latające poniżej muchy. Za kilka dni i one zamienią się w posłuszne marionetki.
W roku 1994 Jacques Brodeur i Louise Vet odkryli jeszcze dziwniejsze zjawisko. Wydawało się do tej pory, że pasożyt może rządzić gospodarzem dopóty, dopóki siedzi wewnątrz niego. Nieprawda. Baryłkarze bieliniaki, drobni krewniacy os i mrówek, opanowały sztukę manipulacji na odległość. I to jaką!
Larwy tego owada żyją w gąsienicach motyla o białych skrzydłach - bielinka kapustnika. Dorosłe samice składają od 15 do 35 jaj. Larwy, które z nich się wykluwają, zżerają gąsienicę od środka. Omijają kluczowe organy, by gospodarz nie zdechł przedwcześnie. Ale i tak potrafią wyjeść ponad połowę jego wnętrzności. Gdy dorosną, przebijają się przez skórę gąsienicy, wyłażą na zewnątrz i obok umierającego owada przędą swoje kokony.
To jednak nie koniec. Teraz zaczyna się popis manipulacji. Gąsienica bowiem, podziurawiona, wyjedzona od środka, przędzie sieć, która... chroni kokony pasożyta przed drapieżcami. Na tym rusztowaniu kładzie się i zwija. Nie, jeszcze nie umiera. Wystarczy, by do baryłkarzy zbliżył się jakikolwiek drapieżnik, a gąsienica zrywa się, ostatkiem sił wali głową, gryzie i pluje. Tak, choć brzmi to niewiarygodnie, ofiary bronią swego prześladowcy. I to mimo faktu, iż opuścił on ich ciało.
Masz mieć tylko córki!
Umiejętności pasożytów na tym się jeszcze nie wyczerpują. Wolbachia, bakteria, której zdolności długo uchodziły uwadze naukowców, jest gorącą orędowniczką feminizacji świata. Wolbachie żyją wewnątrz komórek swoich żywicieli. Rozprzestrzeniają się niemal wyłącznie na drodze matka - dzieci. Jeśli trafią do synów, mogą tam przetrwać, ale nie będą mogły zakażać kolejnych ofiar. Życie w samcach to dla nich ślepa uliczka.
Właśnie dlatego bakteria ta robi wszystko, by jej gospodyni miała wyłącznie córki. Najprostszym sposobem jest zabijanie męskich embrionów. Tak właśnie dzieje się u zakażonych wolbachią biedronek. Może też sprawić, by embriony stały się niewrażliwe na męskie hormony. Ten sposób manipulacji stosuje bakteria u kulanek. Ze wszystkich jaj tego lądowego skorupiaka, blisko spokrewnionego ze stonogą, rozwiną się samice.
Najbardziej chyba wyrafinowaną metodą jest ingerencja bezpośrednio w materiał genetyczny. Takie sztuczki wolbachie wyczyniają u niektórych os. Te owady, podobnie jak mrówki czy pszczoły, mają nietypowy sposób wyznaczania płci potomstwa. Jeśli komórka jajowa matki zostanie zapłodniona, embrion będzie miał podwójny zestaw chromosomów (jeden od mamusi, drugi od tatusia) i rozwinie się z niego samica. Jeśli zaś do zapłodnienia nie dojdzie, w komórce pozostaje jeden, matczyny zestaw chromosomów. Z takiej kombinacji zawsze powstaje samiec. Prawie zawsze. Jeśli w jajeczku tkwią wolbachie, zaczyna się z nim dziać coś dziwnego. Normalny podział komórki zostaje zaburzony. Ale w efekcie rozwija się nie samiec, lecz... samica. Wolbachie otrzymują to, co "chciały".
Całkiem odwrotny "cel" przyświeca jednemu z najbardziej zdumiewających pasożytów świata zwierząt. Nie tworzy on żadnego organizmu. Ma postać kawałka DNA zwiniętego w samodzielną jednostkę zwaną chromosomem PSR. Do tej pory odkryto go w kilku zaledwie gatunkach błonkówek (os i ich krewnych). Nie wiadomo jednak, czy nie jest bardziej rozpowszechniony. To zupełna nowość w biologii.
Chromosom PSR, przeciwnie niż wolbachie, żyje wyłącznie w samcach. Do komórki jajowej wnika wraz z plemnikami swego gospodarza. I tu się uaktywnia. Z zapłodnionego jaja błonkówek powinna przecież rozwinąć się samica. Chromosom PSR nie pozwala na to. W komórce, w której się znalazł, wszystkie męskie geny (poza samym PSR) ulegają zniszczeniu. W trakcie podziałów powiela się wyłącznie matczyny zestaw chromosomów (wzbogacony o PSR). W efekcie rozwija się osobnik płci męskiej. Tak więc samiec, w którego komórkach znalazł się pasożytniczy chromosom, może mieć wyłącznie synów. Co gorsza, nigdy nie dziedziczą oni jego genów (poza PSR). To dlatego amerykańscy entomolodzy nazwali PSR "najbardziej radykalnym przykładem pasożyta genomowego w jakimkolwiek znanym organizmie".
I niczego się nie bój!
Mrówki, motyle czy muchy to zwierzęta o prostszej budowie niż myszy, krowy i ludzie. Może dlatego łatwiej manipulować owadami. Ale pasożyty znalazły też sposób, by manipulować kręgowcami. Weźmy na przykład zwierzęta chore na malarię. Pasożytom, które w nich żyją, zależy, by przedostać się do komarów. I to nie kiedykolwiek, ale gdy osiągną odpowiedni etap rozwoju. I właśnie gdy są gotowe do desantu na komary, myszy chore na malarię stają się ospałe i przestają się opędzać od uciążliwych owadów. Podobnie jest z bydłem zarażonym śpiączką. Nie broni się ono przed muchą tse-tse. Pasożytom łatwiej jest więc przedostać się na swego kolejnego żywiciela.
Tak jak u chorych szczurów. Czy można tych ludzi nazwać marionetkami pasożytów? Czym różnimy się od "ogłupiałej" przez motyliczkę mrówki? Na te pytania jeszcze nie umiemy odpowiedzieć.
Źródło:
Gazeta Wyborcza, Duży Format, 05-04-2004, Wojciech Mikołuszko
http://serwisy.gazeta.pl/nauka/1,42547,2002712.html
Zobacz też:
Toksoplazma a płeć
Mrówki, motyle czy muchy to zwierzęta o prostszej budowie niż myszy, krowy i ludzie. Może dlatego łatwiej manipulować owadami. Ale pasożyty znalazły też sposób, by manipulować kręgowcami. Weźmy na przykład zwierzęta chore na malarię. Pasożytom, które w nich żyją, zależy, by przedostać się do komarów. I to nie kiedykolwiek, ale gdy osiągną odpowiedni etap rozwoju. I właśnie gdy są gotowe do desantu na komary, myszy chore na malarię stają się ospałe i przestają się opędzać od uciążliwych owadów. Podobnie jest z bydłem zarażonym śpiączką. Nie broni się ono przed muchą tse-tse. Pasożytom łatwiej jest więc przedostać się na swego kolejnego żywiciela.
Z kolei pierwotniaki wywołujące toksoplazmozę żyją na przemian w szczurach i kotach. Gryzoń zaraża się pasożytem poprzez kontakt z odchodami drapieżnika. Kot zaś musi zjeść zarażonego szczura. Pasożyty starają się mu to ułatwić. Chory gryzoń traci po prostu uczucie strachu. O ile zdrowy, który wyczuje zapach kota, ucieka najszybciej jak może, to zarażony toksoplazmozą całkowicie lekceważy niebezpieczeństwo. Staje się "gryzoniowym kamikaze".
Bywa, że pasożyty toksoplazmozy przedostają się na ludzi (np. przez kontakt człowieka z odchodami kota). Do niedawna wydawało się, że choroba przebiega bezobjawowo. Niebezpieczna miała być tylko dla dziecka w łonie zarażonej kobiety.
Psycholodzy odkryli jednak coś niepokojącego w zachowaniu osób z toksoplazmozą.
Psycholodzy odkryli jednak coś niepokojącego w zachowaniu osób z toksoplazmozą.
Jako kierowcy prawie trzy razy częściej wywoływali wypadki drogowe. Chorzy mężczyźni zaczynali też lekceważyć społeczne nakazy i zakazy, przestawali bać się kary i tracili ufność wobec innych ludzi. Kobiety z kolei stawały się bardziej otwarte, serdeczne. U obu płci zachowania oznaczały jedno - utratę strachu.
Tak jak u chorych szczurów. Czy można tych ludzi nazwać marionetkami pasożytów? Czym różnimy się od "ogłupiałej" przez motyliczkę mrówki? Na te pytania jeszcze nie umiemy odpowiedzieć.
Źródło:
Gazeta Wyborcza, Duży Format, 05-04-2004, Wojciech Mikołuszko
http://serwisy.gazeta.pl/nauka/1,42547,2002712.html
Zobacz też:
Toksoplazma a płeć
