W piśmie BMC “Evolutionary Biology” zespół naukowców z Finlandii
opisał inny rodzaj pasożyta – taki, który nie kradnie pokarmu, syntezy białek ani nawet opieki rodzicielskiej. Naukowcy nazwali go „pasożytem informacyjnym”.
Pasożyty mogą przybierać rozmaite formy. W tym tygodniu pisałem o
gigantycznym wirusie, który mnoży się wewnątrz ameby (i przetrwał zamrożenie na 30 tysięcy lat w wiecznej zmarzlinie), a także o
http://www.listyznaszegosadu.pl/nauka/przeczolgac-sie-przez-mozg-i-nie-zgubic-sie osie, która dokonuje operacji mózgu, by zrobić zombi z gospodarzy dla swojego potomstwa. Wirusy i osy są całkowicie różnymi organizmami – niektórzy powiedzieliby nawet, że wirus nie zasługuje na nazwę organizmu. Wykorzystują także gospodarzy na różne sposoby. Wirus siedzi wewnątrz komórki, manipuluje jej biochemią, żeby budowała białka i DNA wirusa. Osa zaś pożywia się od środka nadal żywym karaluchem i buduje własne białka i DNA – a potem zostaje wolnym stworzeniem, które może wydostać się z gospodarza i odfrunąć.
Czy zatem oba są pasożytami? Odpowiedź leży poza szczegółami anatomii i cząsteczek. Chodzi tu tylko o wzajemne stosunki.
Gatunki wpływają wzajem na siebie na najrozmaitsze sposoby. Mogą zjadać lub być zjadane, mogą zapylać lub kraść pyłek. Jest jednak jedna miara, której mogą użyć naukowcy do mierzenia całej różnorodności tych interakcji: zmiana, jaką powoduje jeden gatunek w liczbie potomstwa drugiego. Przy zastosowaniu tej miary zanikają różnice między gigantycznymi wirusami i osami-neurochirurgami. Każde z nich jest katastrofą dla swojego gatunku partnerskiego. Wirusy namnażają się wewnątrz ameby aż te pękają. Karaluch żyje aż do momentu, kiedy pasożyt gotowy jest do odlotu. I w obu wypadkach stosunek jest dobry dla pasożyta (więcej potomstwa) i zły dla gospodarza (mniej potomstwa).
Kiedy naukowcy patrzą na życie z tą definicją na myśli, widzą wiele pasożytów, które mogą nie wyglądać jak pasożyty. Nie myślimy o ptakach jako o pasożytach – są zbyt piękne i ani trochę nie są odrażające. Kiedy jednak kukułka wyrzuca z gniazda jaja trzcinniczka zwyczajnego i składa własne w ich miejsce, lub kiedy pisklęta kukułki używają wszelkiego rodzaju sztuczek, by oszukać trzcinniczka i skłonić go do ich karmienia, jakby były jego pisklętami, widzimy kolejnego pasożyta w akcji.
W piśmie BMC “Evolutionary Biology” zespół naukowców z Finlandii opisał inny rodzaj pasożyta – taki, który nie kradnie pokarmu, syntezy białek ani nawet opieki rodzicielskiej. Naukowcy nazwali go „pasożytem informacyjnym”.
Tymi pasożytami informacji są ptaki. Śliczne ptaki znane jako muchołówki żałobne. A ich ofiarami są inne gatunki ptaków, bogatki.
Muchołówki żałobne i bogatki, oba gatunki żyjące na terenie niemal całej Europy, ewoluowały tak, że ich życie jest dość podobne. Jedzą w zasadzie ten sam rodzaj pokarmu, zabijają je te same drapieżniki, a także wybierają te same miejsca na swoje gniazda. Z powodu tego podobieństwa dość ostro konkurują ze sobą, czasami nawet używając przemocy. Jeśli ptak jednego gatunku zagląda do szczeliny, żeby sprawdzić miejsce na potencjalne gniazdo i znajduje tam ptaka drugiego gatunku, zaczynają walczyć – czasami do tragicznego skutku.
Te dwa gatunki nie są jednak identyczne i jest parę różnic, które są szczególnie intrygujące. Bogatki budują gniazda wcześniej, a muchołówki żałobne mają zwyczaj odwiedzania gniazd bogatek zanim zbudują własne.
W ostatnich latach fińscy badacze odkryli prawdopodobną przyczynę tych wizyt. Muchołówki żałobne zbierają dane. Przeprowadzają inspekcję gniazd bogatek, żeby mieć podstawę do decyzji, gdzie zbudować własne gniazda. Jedną z informacji, które je interesują, jest liczba jaj w gnieździe bogatki. Jeśli gniazdo jest pełne jaj, prawdopodobnie jest to dobre miejsce dla muchołówki żałobnej na założenie własnego w pobliżu.
Bogatka traci, pozwalając muchołówce żałobnej na zdobycie tej informacji. Teraz rywal buduje dom na tym samym terytorium i zaczyna konkurować o ten sam pokarm. Badacze odkryli, że bogatki, koło których sadowią się tacy sąsiedzi, mają w efekcie mniej piskląt. Z drugiej strony muchołówki żałobne odnoszą większy sukces reprodukcyjny, ponieważ budują gniazda w naprawdę dobrej dzielnicy. Jeden gatunek korzysta, a drugi cierpi. Korzyść nie pochodzi jednak z wnętrzności karalucha ani z białek komórki. Muchołówka żałobna kradnie informację.
Kiedy pasożyt rozwija swoją strategię wykorzystywania gospodarza, gospodarz rozwija obronę. Układ odpornościowy rozpoznaje patogeny i niszczy je. Gospodarze niektórych os odlatują albo zwalczają atakujących. Jeśli muchołówki żałobne rzeczywiście są pasożytami, to bogatki mogły nabyć drogą ewolucji techniki obronne, by strzec swojej informacji.
Kiedy bogatki składają jaja, szukają wełny i innych materiałów, żeby przykryć jaja. Nie jest jasne, dlaczego zawracają sobie tym głowę. Można uznać, że przykrycie jest kołderką do utrzymania jaj w cieple. Ale kiedy wszystkie jaja są złożone i embriony zaczynają się rozwijać, ptaki przestają je przykrywać. Możliwe więc, że wełna owcza ma służyć czemuś innemu.
Jednym z powodów tego zbierania do gniazda wełny owiec, może być ukrycie jaj. Fińscy badacze zastanawiali się, czy bogatki używają tego włosia owczego do ukrycia informacji przed bogatkami. Zrobili eksperyment, żeby to sprawdzić.
Pięć metrów od gniazd bogatek ustawili sztuczną muchołówkę żałobną i przez pięć minut puszczali nagrany śpiew muchołówki. Następnego dnia zabrali włosie z gniazd. Naukowcy powtórzyli eksperyment, ale tym razem z atrapą jemiołuszki – ptaków, które żyją obok bogatek, ale nie konkurują z nimi.
Bogatki zareagowały na muchołówki żałobne przez dodanie 40% więcej wełny owczej na okrycie jaj, niż widząc jemiołuszki. Naukowcy uznali, że ptaki chowały jaja, kiedy pokazywały się muchołówki żałobne, żeby muchołówki, nie zobaczyły, jak właściwie powodzi się bogatkom. Na widok czegoś, co wyglądało na ubogie gniazdo, muchołówki żałobne z większym prawdopodobieństwem poleciałyby gdzieś dalej.
Kiedy gospodarz rozwija mechanizmy obronne przeciwko pasożytom, pasożyty czasami rozwijają mechanizmy zwalczające tę obronę. Kiedy wirus grypy zakaża komórkę, komórka może zareagować wytworzeniem białka antywirusowego o nazwie interferon. Interferon powoduje, że komórka sieka geny wirusa-najeźdźcy. Wirus grypy ma jednak białka blokujące interferon.
Czy pasożyty informacyjne mają własne mechanizmy przeciwobronne? Naukowcy nie podają żadnych solidnych dowodów naukowych w tym nowym raporcie, ale wspominają, że widzieli coś dziwnego. Widzieli muchołówki żałobne podkradające się do gniazd bogatek i ściągające okrycie z jaj. Może to wyglądać na bezsensowne zajęcie, ponieważ muchołówki żałobne nie używają wełny owczej we własnych gniazdach. Możliwe jednak, że próbowały ukraść jakąś bardziej wiarygodną informację.
Kiedy zacząłem pisać książkę o triumfie pasożytów, grzebałem w danych naukowych i oszołomiła mnie ilość sposobów, na jakie można być pasożytem. To jednak jest pierwszy przypadek, kiedy uświadomiono mi pojęcie „pasożytów informacyjnych”, ale podejrzewam, że nie ostatni.
The information parasites
The Loom, 6 marca 2014
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
Carl Zimmer
Wielokrotnie nagradzany amerykański dziennikarz naukowy publikujący często na łamach „New York Times” „National Geographic” i innych pism. Autor 13 książek, w tym „Parasite Rex” oraz „The Tanglend Bank: An introduction to Evolution”. Prowadzi blog The Loom publikowany przy „National Geographic”.
