Porywacze ciał

Mumia (1932) uciekła z sarkofagu, ale Ozyrys nie miał takiego szczęścia. Grafika autorstwa Karoly'ego Grosza, Wikimedia Commons:

Wyczyny Seta były idealną inspiracją do nazwania nowego gatunku z rodzaju Euderus, niewielkiej grupy pasożytniczych os z rodziny Eulophidae. Większość gatunków Euderus to parazytoidy ćmy i chrząszcza, ale osa odkryta przez Egana i in. (2017) na Florydzie (USA) jest co najmniej osobliwa. Jej żywiciel, Bassettia pallida, sama jest pasożytniczą osą, ale innego rodzaju: ten gatunek jest jedną z wielu os galasowych lub galasówkowatych (rodzina Cynipidae), które składają jaja na dębach (Quercus spp.) i rzadziej na pokrewnych roślinach (rodzina Fagaceae). Składanie jaj powoduje, że roślina wytwarza galasy, które są anormalnymi naroślami wzrostem wynikającymi ze zwiększonego rozmiaru lub liczby komórek (galasy mogą być również spowodowane żerowaniem lub infekcjami bakterii, wirusów, grzybów i nicieni). Galasówkowate powodują, że ich rośliny żywicielskie wytwarzają pożywną tkankę w galasach, które stają się idealnymi miejscami do rozwoju larw: nie ma nic lepszego dla przetrwania niż przytulny, bezpieczny i karmiący żłobek.

Galasy dębowe lub jabłka dębowe, narośle będące wynikiem chemikaliów wstrzykiwanych przez larwy os galasowych © Maksim, Wikimedia Commons:

W przypadku B. pallida indukuje ona tworzenie się galasów wewnątrz łodyg roślin z rodziny bukowatych Quercus geminata i Quercus virginiana. Każdy z tych galasów nazywany jest „kryptą”. Tak więc B. pallida jest znana jako kryptowa osa galasowa. Kiedy dorosła osa kończy swój rozwój, wygryza otwór wylotowy z wnętrza swojej zdrewniałej siedziby i odlatuje.

(a): kryptowa osa galasowa; (e): otwory wyjściowe dorosłych © Weinersmith et al., 2020:

Życie wyglądało dobrze dla kryptowej osy w południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych - dopóki nie dowiedzieliśmy się o machinacjach jej niedawno odkrytego wroga. Parazytoid Eulophidae lokalizuje kryptę i przebija ją pokładełkiem, składając jajo w komorze, w pobliżu rozwijającej się osy. Nie wiemy dokładnie, co dzieje się w komorze, ale wynik wcale nie jest dobry dla kryptowej osy galasowej. Kiedy próbuje się wydostać, nie jest już w stanie stworzyć dziury wystarczająco dużej, aby zmieścić się w niej: osa zostaje uwięziona w swojej krypcie, jak Ozyrys. Podczas nieudanej próby wydostania się, jej głowa blokuje otwór wyjściowy. Tym lepiej dla larwy pasożyta, która wykluła się w krypcie: może swobodnie żerować na osłabionym ciele żywiciela. Po zakończeniu rozwoju dorosła osa pasożytnicza przeżuwa czop, którym jest głowa jej żywicielki i wychodzi na wielki, szeroki świat. Nie było więc lepszej nazwy dla tego gatunku niż Euderus set, osa strażnik krypt.

 ( c ): poczwarka osy strażnika krypt w komorze wykonanej przez kryptową osę galasową; ( f ): otwór wyjściowy zatkany przez głowy martwej lub umierającej osy galasowej; ( g ): głowa osy galasowej przegryziona przez wychodzącą osę strażnika krypt © Weinersmith et al., 2020.

Relacje między dębami a tymi osami są przykładami manipulacji żywicielem, co ma miejsce, gdy pasożyt wpływa na zachowanie lub fizjologię żywiciela na swoją (pasożyta) korzyść. Kryptowa osa galasowa indukuje rośliny żywicielskie do produkcji galasów na swoją korzyść, a z kolei osa strażnik krypt zmusza żywiciela do pozostania w uwięzieniu, czyniąc z niej łatwy posiłek dla larw pasożyta: manipulacja manipulatorem jest znana jako hiper-manipulacja, rzadko spotykane zjawisko.

Samica osy strażnika krypt, hiper-manipulator © Egan i in ., Wikimedia Commons.

smith et al., 2020.

Istnieje wiele przypadków manipulacji żywicielem, a grzyb, który zamienia mrówki w zombie, opisany przez współtwórcę teorii ewolucji drogą doboru naturalnego Alfreda Russela Wallace'a (1823-1913), jest jednym z bardziej znanych. Grzyb ten (Ophiocordyceps unilateralis) powoduje, że jego żywiciele, mrówki, wspinają się po roślinności i zaciskają szczęki wokół żyły gałązki lub liścia. Zarażona mrówka pozostanie na swoim miejscu, niezależnie od pogody, podczas gdy grzyb będzie się w niej rozwijał. Po 4-10 dniach mrówka umiera, grzyb wyrasta z głowy mrówki i uwalnia zarodniki, które zarażają kolejne mrówki chodzące po lesie.

Martwa mrówka Camponotus leonardi przyczepiona do żyły liściowej. Podkładka (stroma) grzyba wyłania się z tyłu głowy mrówki © Pontoppidan i in., 2009:

Im bardziej badacze przyglądają się temu, tym więcej znajdują przypadków manipulatorów żywicielami, takich jak osy Darwina Hymenoepimecis spp., które pasożytują na kilku gatunkach pająków krzyżakowatych w regionie neotropikalnym. Samica osa kłuje i tymczasowo paraliżuje swoją ofiarę, składając jajo na jej brzuchu. Wyłaniająca się larwa przegryza naskórek pająka i żywi się jego „krwią” (hemolimfą). Pająk kontynuuje swoje życie, budując pajęczyny i łowiąc zdobycz, ale rosnący parazytoid zbiera swoje żniwo; w końcu zabija swojego żywiciela.

Po lewej: Jajo H. heidyae przyczepione do Kapogea cyrtophoroides. Po prawej: Larwa H. heidyae w trzecim stadium rozwojowym żerująca na niedawno zabitym pająku; wstawka pokazuje szczegóły haków grzbietowych używanych przez larwy do przyczepiania się do żywiciela © Barrantes i in., 2008.

Jednak na krótko przed śmiercią pająka, w jakiś sposób — prawdopodobnie przez zastrzyk hormonalny — larwa przejmuje kontrolę nad zachowaniem żywiciela. Pająk buduje kokon z gęsto utkanej nici pajęczej, który w niczym nie przypomina zwykłej pajęczyny. Pająk umiera, larwa wchodzi do kokonu i kończy swój rozwój. Kilka dni później dorosła osa przegryza kokon i odlatuje.

A. Normalna pajęczyna K. cyrtophoroides ; B. Centrum pajęczyny; C. Kokon pajęczy spowodowany przez pasożyta; D. Środkowa część kokonu pajęczego i kokonu osy © Barrantes i in., 2008.

Pasożytniczych os nie odstraszają mechanizmy obronne żywicieli, takich jak Anelosimus eximius. Jest to jeden z nielicznych gatunków pająków społecznych; budują ogromne, podobne do namiotów gniazda, które dają schronienie setkom lub tysiącom osobników, które polują stadnie, a także współpracują przy wychowywaniu młodych (kliknij następny link, aby zobaczyć ich działania). Ale w regionie Amazonii A. eximius nie może uniknąć osy Darwina, Zatypota sp. Zarażony pasożytem pająk opuszcza kolonię i buduje własną pajęczynę przypominającą kokon. Następnie zostaje unieruchomiony, dzięki czemu larwa osy może go bez pośpiechu skonsumować. Po zjedzeniu posiłku larwa wchodzi do kokonu, aby dokończyć swój rozwój. Im większa kolonia pająków, tym większe szanse na pasożytnictwo; do 2% osobników staje się żywicielami pasożyta (Fernandez-Fournier i in., 2018).

Po lewej: Grupa A. eximius we wspólnej sieci pajęczej © Bernard Dupont, Wikimedia Commons. Po prawej: Kolonia A. eximius o długości 5 m i wysokości 3 m ; fot. A. Bernard © Krafft & Cookson, 2012:

Groźnie wyglądający H. neotropica i jego larwy żerujące na Araneus omnicolor © Sobczak i in., 2012.

Manipulacja żywicielem wydaje się być znacznie bardziej powszechna, niż sądziliśmy, więc nie powinniśmy oczekiwać, że zapylacze będą przed nią bezpieczne. I nie są. Mucha (rodzina Conopidae) Physocephala tibialis zmusza swoich żywicieli – trzmiele - do zakopania się w ziemi tuż przed śmiercią. Nicienie Sphaerularia bombi, występujące na półkuli północnej i w Ameryce Południowej, zakażają królowe kilku gatunków trzmieli, kastrując żywiciela. I przynajmniej w przypadku trzmiela ziemnego (Bombus terrestris), nicienie zmieniają również jego zachowanie (Kadoya i Ishii, 2015). Zarażona królowa żywi się normalnie, ale nie rozmnaża się ani nie buduje gniazda. Zamiast tego lata do wczesnych miesięcy letnich, a robiąc to, nieumyślnie pomaga rozprzestrzeniać nicienie. Z pewnością wiele innych przypadków manipulacji owadami zapylaczami przez pasożyty czeka na odkrycie, ponieważ ich skutki bywają subtelne i mało widoczne.

CSI Garden: sekcja trzmiela ziemnego znalezionego martwego na chodniku przy drodze w Anglii ujawniła inwazję manipulującego żywicielem nicienia S. bombi © The Encyclopedia of Life:

Manipulacja żywicielem może być postrzegana jako forma rozszerzonego fenotypu (Dawkins, 1982; fenotyp odnosi się do obserwowalnych cech gatunku wynikających z ekspresji jego genów). Zmieniając zachowanie żywiciela dla własnej korzyści, pasożyt – a w ostatecznym rachunku jego geny – wyraża swój fenotyp. Według słów Dawkinsa, „zachowanie zwierzęcia ma tendencję do maksymalizacji przeżycia genów ‘na’ to zachowanie, niezależnie od tego, czy te geny znajdują się w ciele konkretnego zwierzęcia, które je wykonuje”. Zjawisko to miałoby głębokie konsekwencje dla doboru naturalnego, ale zakres rozszerzonych fenotypów był przedmiotem dyskusji od czasu opublikowania książki Dawkinsa.

Jeśli z zadowoleniem zakładacie, że manipulacje behawioralne są losem tylko niższych zwierząt, takich jak owady, lepiej pomyślcie jeszcze raz. Niektóre badania sugerują, że gryzonie zakażone pierwotniakiem Toxoplasma gondii stają się bardziej aktywne, ale wolniej reagują na sygnały alarmowe; co gorsza, może ich pociągać zapach kociego moczu. Jeśli tak, zarażona mysz ma duże szanse na przedwczesny koniec życia w paszczy kota – co było „zamiarem” T. gondii od samego początku, ponieważ koty są jego ostatecznym żywicielem. Sprawy komplikują się dalej: zarażone koty wydalają zarodniki T. gondii w kale, które mogą przedostać się do innych ssaków. 26-letnie badanie wilków szarych (Canis lupus) z Parku Narodowego Yellowstone w stanie Wyoming w USA ujawniło, że zarażone osobniki – prawdopodobnie w wyniku kontaktu z pumami (Puma concolor) – są odważniejsze, mają większe szanse zostać przywódcami stada i mają większe szanse na rozmnażanie się ( Meyer i in., 2022 ). U ludzi toksoplazmoza, infekcja wywołana przez T. gondii , jest szeroko rozpowszechniona, ale zwykle nie daje żadnych objawów. Większość ludzi nawet nie wie, że to ma, ale najrozmaitsze zachowania i zaburzenia psychiczne, takie jak podwyższona agresja i choroba Parkinsona, zostały powiązane z infekcją. Wpływ T. gondii na gryzonie i ludzi był kwestionowany, ponieważ dane często wykazują słabe, niejednoznaczne wpływy lub ich brak (Johnson & Koshy, 2020 ). W każdym razie nasza niewrażliwość na manipulacyjną siłę pasożytów nie powinna być uważana za oczywistą. Przeformułowując cytat błędnie przypisywany Margaret Mead, zawsze pamiętaj, że w biologii Homo sapiens jest wyjątkowy. Tak jak każdy inny gatunek.

Inwazja porywaczy ciał (1956). Grafika autorstwa Allied Artists Pictures Corporation. Wikimedia Commons.

Readers wildlife photos and story of gruesome manipulations by parasites

Why Evolution Is True, 20 kwietnia 2023

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska


*Athayde Tonhasca Júnior jest brytyjskim entomologiem.