Σε
Τα παράσιτα είναι οργανισμοί που ζουν μέσα ή πάνω σε άλλα πλάσματα, τρέφονται με τους ξενιστές τους και παίρνουν τους πόρους τους. Μολύνουν τα ζώα και τραβούν τα νήματα συμπεριφοράς τους, χειραγωγώντας τα σαν μαριονέτες. Αυτά τα παράσιτα είναι «ουσιαστικά νευρομηχανικοί», όπως το θέτει μια πρόσφατη δημοσίευση , «ικανά να ελέγχουν τα κεντρικά νευρικά συστήματα των ξενιστών που μολύνουν». 1 Η τακτική τους είναι εκπληκτική.
Ο νευροχημικός έλεγχος του νου δεν είναι μόνο θέμα επιστημονικής φαντασίας.
Σκεφτείτε το παράσιτο του ατυχήματος Dicrocoelium dendriticum . Είναι ο εγκέφαλος ενός κύκλου που ξεκινά από το συκώτι ενός πεταλούδας - μιας αγελάδας ή ενός προβάτου. Αρχικά, γεννά αυγά που καταλήγουν στο πεπτικό σύστημα του ζώου. Όταν τα αυγά βγαίνουν έξω, ένα σαλιγκάρι τρέφεται με αυτά. Τα αυγά του παρασίτου εκκολάπτονται μέσα στα έντερα του σαλιγκαριού. Μόλις οι προνύμφες είναι σε θέση, τρυπούν μέσα από το έντερο του σαλιγκαριού στο πεπτικό του σύστημα, όπου γίνονται νεαρά. Τα παράσιτα εξέρχονται όταν το σαλιγκάρι εκκρίνει μια μπάλα λάσπης.
Στη συνέχεια, τα μυρμήγκια καταπίνουν τις μπάλες λάσπης που είναι φορτωμένες με λάστιχα. Το παράσιτο χρειάζεται τώρα τον ξενιστή του μυρμηγκιού να καταναλωθεί από ένα οπλοφόρο ζώο για να ξαναρχίσει ο κύκλος - αλλά αυτό είναι ένα πρόβλημα επειδή τα πεταλλοειδή τρώνε γρασίδι, όχι μυρμήγκια. Η λύση του παρασίτου; Κάντε το μυρμήγκι να σκαρφαλώσει στην άκρη μιας λεπίδας γρασιδιού και ακινητοποιήστε το εκεί—στην ακριβή τοποθεσία όπου έχει τη μεγαλύτερη πιθανότητα να φαγωθεί από αγελάδα ή πρόβατο που βόσκει. Αλλά το να βλέπεις πλήρως τον μεσημεριανό ήλιο μπορεί να κάψει και να σκοτώσει το μυρμήγκι πριν προλάβει να το φάνε. Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, το παράσιτο κάνει το μυρμήγκι να υποχωρεί κάτω από τη λεπίδα του γρασιδιού όταν ζεσταίνεται πολύ. Όταν ο καιρός κρυώνει, το D. dendriticum οδηγεί το μυρμήγκι πίσω στην κορυφή αφού έχει περάσει ο κίνδυνος θανάτου από καύση.
Δεν είναι όλα τα παράσιτα μικροβιακά. Πάρτε παράσιτα γόνου—πουλιά που αφήνουν τα αυγά τους σε φωλιές άλλων πουλιών, έτσι ώστε αυτά τα εγκαταλειμμένα αυγά να μπορούν να εκτρέφονται από αθέλητους ανάδοχους γονείς. Μερικά παράσιτα γόνου χρησιμοποιούν στρατηγικές χειραγώγησης που μοιάζουν με τη μαφία: Εάν οι γονείς-ξενιστές απορρίψουν το ξένο αυγό, το παράσιτο του γόνου θα επιστρέψει και θα τιμωρήσει τους οικοδεσπότες καταστρέφοντας ολόκληρη τη φωλιά τους. Σε μια μελέτη , οι ερευνητές χειρίστηκαν πειραματικά εάν τα αυγά των παρασίτων (καουμπούλια) απορρίφθηκαν από τις φωλιές των ξενιστών και διαπίστωσαν ότι τα παράσιτα των αγελάδων επέστρεψαν και κατέστρεψαν το 56 τοις εκατό των φωλιών απόρριψης σε σύγκριση με μόνο το 6 τοις εκατό των φωλιών αποδοχής. 2Το νόημα αυτής της στρατηγικής για τα παράσιτα είναι ότι δίνει κίνητρα για συμμόρφωση στους γονείς-ξενιστές: Εάν ο ξενιστής ανεχθεί ένα ξένο ωάριο, θα του επιτραπεί να μεγαλώσει αρκετούς από τους δικούς του απογόνους. Εάν απορρίψει το ξένο αυγό, θα χάσει όλους τους δικούς του απογόνους. Επομένως, ο ξενιστής πιέζεται να ανεχθεί αυγά παρασίτου. Οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ακόμη εάν τα κανονικά παράσιτα που δεν έχουν γεννήσει χρησιμοποιούν ποτέ παρόμοιες στρατηγικές «όπως της μαφίας» για να κάνουν τους οικοδεσπότες τους να έρθουν στη σειρά.
Το παρασιτικό flatworm Euhaplorchis californiensis ακολουθεί μια πιο περίεργη προσέγγιση. Η αποστολή του: Να μολύνει ένα ψάρι, να κλέβει το μυαλό του και να το αναγκάζει να το φάει ένα πουλί, όπου ο πλατύσκωληκας μπορεί να ολοκληρώσει τον κύκλο ζωής του. Το επίπεδο σκουλήκι χειραγωγεί τα ψάρια ώστε να περνούν περισσότερο χρόνο στην επιφάνεια του νερού - η τέλεια τοποθεσία για ένα ψάρι που θέλει να γίνει δείπνο με πουλιά. 3 Το παράσιτο έχει επίσης ένα δεύτερο κόλπο στο μανίκι του: Κάνει το ψάρι να κυλάει επανειλημμένα στο πλάι και να εμφανίζει την κοιλιά του, η οποία αναδύει μια εμφανή ασημί λάμψη που τραβά την προσοχή των αρπακτικών πουλιών από πάνω.
Πώς το κάνει το E. californiensis ; Δημιουργεί κατάστημα στον εγκέφαλο του ψαριού και αλλάζει τη νευροχημεία του. 4 Αν και οι ακριβείς μηχανισμοί απομένουν να ανακαλυφθούν, τα στοιχεία δείχνουν ότι το παράσιτο ρυθμίζει τα επίπεδα ντοπαμίνης και σεροτονίνης του ψαριού - που σχετίζονται με τη διέγερση και την κίνηση - αναστέλλοντας τη φυσική του απόκριση στο στρες. Ουσιαστικά, το παράσιτο ενθαρρύνει το ψάρι να παραμείνει ευκίνητο και ευδιάκριτο, γεγονός που το κάνει πιο πιθανό να φαγωθεί από τα αρπακτικά του. Ο νευροχημικός έλεγχος του νου δεν είναι μόνο θέμα επιστημονικής φαντασίας. Είναι μια επιτυχημένη στρατηγική που ορισμένα παράσιτα έχουν μετατρέψει σε μια καλοκουρδισμένη τέχνη.
Όπως το E. californiensis , ο επίπεδος σκώληκας Leucochloridium χειραγωγεί επίσης τον ξενιστή του ώστε να καταβροχθιστεί από αρπακτικά. Αυτός ο πονηρός πλατυποσκώληκας μολύνει τα σαλιγκάρια με καλλιτεχνικό ταλέντο. Για να κάνει τον οικοδεσπότη του να μοιάζει περισσότερο με μια νόστιμη κάμπια—εξαιρετικά ζουμερή και ελκυστική για τα πουλιά—το παράσιτο μετατρέπει τα κοτσάνια του ματιού του σαλιγκαριού σε έναν παλλόμενο, παλλόμενο χορό χρώματος.
Π
Παρόμοιο κόλπο έχουν και οι παρασιτικοί μύκητες. Ο χειρισμός τους δεν περιλαμβάνει νερό, αλλά είναι εξίσου δραματικός. Ο μύκητας αναγκάζει τον μολυσμένο ξενιστή του μυρμηγκιού να σκαρφαλώσει σε ένα υπερυψωμένο κλαδί σε ένα δέντρο, έτσι ώστε το μυρμήγκι να μπορεί να πεθάνει όπου οι συνθήκες είναι καλύτερες για το παράσιτο. Από την οπτική γωνία του παρασίτου, ένα υπερυψωμένο κλαδί είναι το τέλειο πλεονέκτημα από το οποίο μπορεί να βρέχει σπόρια μυκήτων σε νέους ξενιστές.
Για να εκτιμήσουμε πόσο περίπλοκη είναι αυτή η τακτική, βοηθάει να γνωρίζουμε ότι τα μυρμήγκια είναι μάστορες στο να σταματήσουν την εξάπλωση μολυσματικών ασθενειών. Βάζουν σε καραντίνα τα άρρωστα μέλη της ομάδας τους και όταν πεθαίνει ένας σύντροφος φωλιάς, απομακρύνουν γρήγορα το πτώμα από τη φωλιά. Αναγκάζοντας τα μολυσμένα μυρμήγκια να εγκαταλείψουν τη φωλιά και να πεθάνουν αλλού, ο μύκητας καταφέρνει να παρακάμψει τις πρακτικές καραντίνας των μυρμηγκιών. Επειδή το μολυσμένο μυρμήγκι πεθαίνει έξω από τη βάση του, καθίσταται αδύνατο για τους συντρόφους του να πετάξουν με ασφάλεια το πτώμα του. Παραδόξως, αυτή η τακτική - η χειραγώγηση των ξενιστών να εγκαταλείψουν την αποικία τους, ώστε να μπορούν να πεθάνουν σε μια τοποθεσία που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες των παρασίτων - είναι τόσο επιτυχημένη που έχει εξελιχθεί τουλάχιστον τέσσερις φορές ανεξάρτητα μεταξύ των ζωντανών οργανισμών.
Τα παράσιτα υπερτερούν της νευροεπιστήμης μας αιχμής όταν πρόκειται για χειραγώγηση συμπεριφοράς.
«Υπάρχει κάτι τόσο ανησυχητικό όσο και συναρπαστικό στο θέαμα ενός ζώου που κινείται ενάντια στο ένστικτό του στον τυμπανοκρουσία ενός παρασίτου μέσα στο σώμα του», γράφουν ο νευροηθολόγος Frederic Libersat και ο συν-συγγραφέας του David Hughes σε μια εργασία του 2019 στο Current Biology . 1 «Για τους βιολόγους, το γεγονός ότι τέτοιες μηχανορραφίες έχουν εξελιχθεί επανειλημμένα στον φυσικό κόσμο μας προσφέρει μεγάλες ευκαιρίες να κατανοήσουμε το γιατί και το πώς της χειραγώγησης και να συμπεριλάβουμε τέτοιες εντυπωσιακές προσαρμογές στο πλαίσιό μας για την κατανόηση της εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής». Φυσική επιλογή: ο πιο θαυμάσιος αλγόριθμος.
Ένας άλλος τρόπος για να μεταφερθούν τα παράσιτα από ξενιστή σε ξενιστή είναι να μολύνουν έναν οργανισμό και να τον χρησιμοποιούν ως όχημα ή φορέα για να βοηθήσουν την εξάπλωση του παρασίτου. Το παράσιτο Plasmodium που προκαλεί ελονοσία έχει κατακτήσει αυτή την τακτική. Όταν εγκαθίσταται στα κουνούπια, παρεμβαίνει στην ικανότητά τους να πίνουν σωστά. Το θέμα είναι ότι εάν το κουνούπι παραμένει διψασμένο, θα χρειαστεί να αντλήσει αίμα από μεγαλύτερο αριθμό ξενιστών, κάτι που επιτρέπει στο παράσιτο να εισέλθει σε περισσότερους ξενιστές. 5
Όσο για εμάς, το παράσιτο βλάπτει την ικανότητα του αίματός μας να πήζει, κάτι που το βοηθά να περάσει από την κυκλοφορία του αίματος στα κουνούπια. Ορισμένες μελέτες δείχνουν ότι το παράσιτο της ελονοσίας μπορεί ακόμη και να κάνει τους μολυσμένους ανθρώπους να μυρίζουν πιο ελκυστικά για τα κουνούπια. Αν αληθεύει, δεν θα ήταν το μόνο είδος που έκανε κάτι τέτοιο: Το παράσιτο που προκαλεί λεϊσμανίαση, μια τροπική ασθένεια που μπορεί να προκαλέσει δερματικές πληγές, αλλάζει την οσμή των ξενιστών του και ο ιός που προκαλεί τον δάγγειο πυρετό χειραγωγεί τα γονίδια στο κεραία κουνουπιών που επηρεάζουν τους οσφρητικούς υποδοχείς του, βελτιώνοντας την όσφρηση του κουνουπιού. 6 Τα παράσιτα μπορεί να είναι μικρά και αόρατα με γυμνό μάτι, αλλά είναι ισχυροί χειριστές.
Ένας άλλος παρασιτικός δρόμος είναι αγαπημένος μεταξύ των σφηκών: Αφιερώστε λίγο χρόνο ωριμάζοντας μέσα στον οικοδεσπότη σας, αναδυθείτε όταν είστε έτοιμοι, γεννήστε τα αυγά σας κοντά και, στη συνέχεια, χειριστείτε τον οικοδεσπότη να φροντίσει εσάς και τους απογόνους σας. 7 Παρασιτοειδείς σφήκες χρησιμοποιούν αυτήν την κλασική στρατηγική, ή μια παραλλαγή της, με τους ξενιστές της αράχνης και της κάμπιας τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η σφήκα κάνει τον οικοδεσπότη της να ενεργεί σαν σωματοφύλακας. Μια μελέτη του 2008 διαπιστώνει ότι αφού οι προνύμφες της σφήκας εγκαταλείψουν τον ξενιστή για νύμφη, «ο ξενιστής σταματά να τρέφεται, παραμένει κοντά στη νύμφη, χτυπά τα αρπακτικά με βίαιες ταλαντεύσεις του κεφαλιού και πεθαίνει πριν ενηλικιωθεί». 8
Σε άλλες περιπτώσεις, η σφήκα μετατρέπει τον οικοδεσπότη της σε εργάτη ζόμπι. Η αράχνη ή η κάμπια που κατασχέθηκε εργάζεται σκληρά για να πλέξει έναν ιστό ή ένα κουκούλι που προστατεύει τη σφήκα και τους απογόνους της και όχι τον οικοδεσπότη—μόνο για να σκοτωθεί μόλις τελειώσει η ύφανση! Σε μια μελέτη του 2000 που δημοσιεύτηκε στο Nature , ο οικολόγος συμπεριφοράς William Eberhard δείχνει «ο μηχανισμός που χρησιμοποιεί η προνύμφη για να χειριστεί τη συμπεριφορά της αράχνης είναι ταχείας δράσης, προφανώς χημικός και έχει μακροπρόθεσμες επιπτώσεις». 9
Μια σημαντική προειδοποίηση: Όταν οι μολυσμένοι ξενιστές επιδεικνύουν περίεργη συμπεριφορά, δεν οφείλεται πάντα σε παρασιτικούς χειρισμούς. Σκεφτείτε έναν ξενιστή που μολύνεται και μετά μετακομίζει σε νέο μικροβιότοπο. Αυτό θα μπορούσε να είναι χειραγώγηση: Το παράσιτο μπορεί να χρειαστεί το νέο βιότοπο για να εισέλθει στο επόμενο στάδιο της ζωής του, όπως με το σκουλήκι μαλλιών που αναδύεται από τον γρύλο στο νερό. Ωστόσο, οι μολυσμένοι ξενιστές συχνά αναζητούν θερμότερους μικροβιότοποι προκειμένου να σκοτώσουν τα παράσιτα που τους μολύνουν. 10 Για να σκοτώσουν ξένους εισβολείς, τα θερμόαιμα ζώα παρουσιάζουν συχνά πυρετό, ενώ τα ψυχρόαιμα ζώα χρησιμοποιούν εξωτερικές πηγές θερμότητας για να αυξήσουν τη θερμοκρασία του σώματός τους — αναζητώντας, για παράδειγμα, έναν καυτό βράχο στον ήλιο. Και οι δύο στρατηγικές σκοτώνουν με επιτυχία τα παράσιτα . 11
Το αποτέλεσμα είναι ότι όταν οι μολυσμένοι οικοδεσπότες συμπεριφέρονται παράξενα, δεν μπορούμε να συμπεράνουμε αυτόματα παρασιτική χειραγώγηση. Η περίεργη συμπεριφορά μετά τη μόλυνση θα μπορούσε να είναι ένα από τα τρία πράγματα : παρασιτική χειραγώγηση, ένα απλό υποπροϊόν ασθένειας ή μια προσαρμοστική απόκριση του ξενιστή στη μόλυνση, όπως στο παραπάνω παράδειγμα πυρετού. 7 Επειδή και οι τρεις πιθανότητες είναι πραγματικές, οι βιολόγοι προσπαθούν να είναι όσο το δυνατόν πιο προσεκτικοί όταν ξεμπερδεύουν τις εναλλακτικές ερμηνείες.
Είναι αρκετά σαφές, ωστόσο, ότι η σφήκα κόσμημα Ampulex compressa επιτυγχάνει έλεγχο του νου με τη μικρή πράξη νευροχειρουργικής που κάνει στο θύμα της κατσαρίδας. Η σφήκα εντοπίζει μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου του ξενιστή της κατσαρίδας και της κάνει ένεση με ένα νευροχημικό κοκτέιλ που φαίνεται κατασκευασμένο για συγκεκριμένο σκοπό. Η ακριβής έγχυση της σφήκας δεν παραλύει την κατσαρίδα, αλλά της κλέβει τη θέληση να δραπετεύσει— μια διάκριση καθοριστική για την επιτυχία του παρασίτου. 12Εάν η κατσαρίδα παρέλυε, θα ήταν πολύ μεγάλη για να τη σέρνει η σφήκα. Επειδή η κατσαρίδα δεν έχει παραλύσει, η μικροσκοπική σφήκα μπορεί να τη σέρνει και το θύμα κινείται βοηθητικά σαν εκπαιδευμένο ζώο με λουρί. Με αυτόν τον τρόπο, η σφήκα μεταφέρει τη κατσαρίδα ζόμπι στο λάκκο της, γεννά ένα αυγό στο θύμα της και το θάβει ζωντανό. Σε όλη αυτή τη μακάβρια διαδικασία, η κατσαρίδα δεν δείχνει ενδιαφέρον να δραπετεύσει. Χρησιμοποιώντας τη νευροχειρουργική για να στερήσει τη θέλησή της να δραπετεύσει από την κατσαρίδα - αλλά αποφεύγοντας να την παραλύσει σωματικά - η σφήκα έχει δημιουργήσει την ακριβή λύση που χρειάζεται.
Η λύση είναι τόσο ακριβής που σοκάρει. Αλλά ίσως δεν πρέπει να μας εκπλήσσει το γεγονός ότι τα παράσιτα υπερτερούν της νευροεπιστήμης μας αιχμής όταν πρόκειται για χειραγώγηση συμπεριφοράς. Άλλωστε, η εξέλιξη τους έχει δώσει ένα προβάδισμα εκατομμυρίων ετών.
Ο Laith Al-Shawaf είναι αναπληρωτής καθηγητής ψυχολογίας στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Κολοράντο Σπρινγκς. Ακολουθήστε τον στο Twitter @LaithAlShawaf .
Πρωτοποριακή εικόνα: Rvector / Shutterstock
βιβλιογραφικές αναφορές
1. Hughes, DP & Libersat, F. Παρασιτική χειραγώγηση της συμπεριφοράς του ξενιστή. Current Biology 29 , R45-R47 (2019).
2. Hoover, JP & Robinson, SK Η ανταποδοτική συμπεριφορά της μαφίας από μια παρασιτική αγελάδα ευνοεί την αποδοχή των παρασιτικών αυγών από τον ξενιστή. Proceedings of the National Academy of Sciences 104 , 4479-4483 (2007).
3. Lafferty, KD & Morris, KA Η αλλοιωμένη συμπεριφορά των παρασιτοποιημένων θανατοψαρίων αυξάνει την ευαισθησία στη θήρευση από τους τελικούς ξενιστές των πτηνών. Ecology 77 , 1390-1397 (1996).
4. Shaw, JC, et αϊ. Παρασιτική χειραγώγηση των μονοαμινών του εγκεφάλου σε θανατηφόρα ψάρια Καλιφόρνια ( Fundulus parvipinnis ) από το τρηματώδη Euhaplorchis californiensis . Proceedings of the Royal Society B 276 , 1137-1146 (2009).
5. Lefèvre, Τ., et al. Κεφάλαιο 3 Invasion of the Body Snatchers: Η ποικιλομορφία και η εξέλιξη των χειριστικών στρατηγικών στις αλληλεπιδράσεις ξενιστή-παρασίτου. Advances in Parasitology 68 , 45-83 (2009).
6. Staniek, ME & Hamilton, JGC Η μυρωδιά κατοικίδιων σκύλων που έχουν μολυνθεί με Leishmania infantum είναι ελκυστική για τις θηλυκές αλλά όχι για τις αρσενικές αμμόμυγες: Στοιχεία για χειρισμό παρασίτων. PLoS Pathogens 17 , e1009354 (2021).
7. Poulin, R. Κεφάλαιο 5 – Παρασιτική χειραγώγηση της συμπεριφοράς του ξενιστή: Μια ενημέρωση και συχνές ερωτήσεις. Advances in the Study of Behavior 41 , 151-186 (2010).
8. Grosman, AH, et al. Το παρασιτοειδές αυξάνει την επιβίωση των νυμφών του παρακινώντας τους ξενιστές να καταπολεμήσουν τα αρπακτικά. PLoS One 3 , e2276 (2008).
9. Eberhard, WG Χειρισμός αράχνης από προνύμφη σφήκας. Nature 406 , 255-256 (2000).
10. Moore, J. Η συμπεριφορά των παρασιτισμένων ζώων. BioScience 45 , 89-96 (1995).
11. Neese, RM & Williams, GC Why We Get Sick: The New Science of Darwinian Medicine Vintage Books, Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη (1996).
12. Al-Shawaf, L. Το γιατί δεν είναι το ίδιο με το πώς: Επίπεδα ανάλυσης και επιστημονική πρόοδος στην ψυχολογία. Areo (2020).
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου