Kto tak naprawdę nami steruje? Manipulacje w świecie pasożytów

Żyjąc w dobie lęku przed wszechobecną kontrolą ludzi i zwierząt, strachu przed wszczepianymi chipami sterującymi naszym zachowaniem, nikt nie zdaje sobie sprawy, że za sznurki od tysiąca lat pociąga już ktoś inny – pasożyty.

Pasożytnictwo, zgodnie z definicją, to „forma współżycia dwóch różnych gatunków mająca charakter antagonistyczny, z których jeden (pasożyt) żyje (…) kosztem drugiego (żywiciela), wchodząc z nim we wzajemne oddziaływania metaboliczne i wykorzystując go jako środowisko życia i źródło pokarmu” (5). Definicja opisuje podstawową współzależność, jednak okazuje się, że te pozornie ewolucyjnie słabiej rozwinięte organizmy są w stanie wykształcić mechanizmy, które pozwalałyby im na kontrolę swoich często wyżej stojących ewolucyjnie żywicieli? Tego typu zjawiska są od lat opisywane m.in. u bezkręgowców (2-3). Jak się jednak okazuje, także bardziej zorganizowane zwierzęta, w tym ludzie, podlegają tym manipulacjom (3, 6-8).

Odpowiedź na pytanie dotyczące genezy tego typu zachowań jest bardzo prosta. Cele są podstawowe, jak w przypadku każdego żyjącego organizmu: przeżyć, rozmnożyć się, a tym samym pozwolić zamknąć cykl życiowy. Manipulacja swoim żywicielem w postaci skierowania go w odpowiednią lokalizację czy ułatwienie jego trafienia do przewodu pokarmowego kolejnego organizmu łańcucha pokarmowego nie dość, że zapewnia własny sukces, to czasami go przyspiesza (2). Patrząc od strony pasożyta: po co czekać, aż okazja się nadarzy, jak można samemu ją stworzyć?

Zmiany zachowania wywołane przez patogeny obserwowane są między innymi wśród wirusów, czego przykładem może być wirus wścieklizny Lyssavirus rabies. Poza innymi, jednym z bardziej typowych objawów wścieklizny jest agresja. Ugryzienie innego osobnika pozwala na szybką transmisję wirusa i jego rozprzestrzenienie się (4, 9).

Modyfikacje zachowania u żywicieli obserwowane są także wśród bakterii. Yersinia pestis, bakteria Gram-ujemna, znana szerzej jako pałeczka dżumy, bytuje u pcheł, które z kolei przenoszą ją na atakowane przez siebie zwierzęta. Bakteria, namnażając się w przewodzie pokarmowym pchły, formuje swego rodzaju czop, który blokuje przepływ pokarmu do jego dalszych odcinków. Owad zmuszony jest do zwrócenia świeżo pobranego pokarmu wraz z powstałym czopem, który przekazywany jest do żywiciela, np. gryzonia (1, 3, 10). Zauważono, że zarażone pchły znacznie częściej podejmują próby pobrania krwi, często niestety bezskutecznie (3, 11).

Zjawisko kontroli zwierząt przez organizmy pasożytnicze obserwuje się również w królestwie grzybów. Przykładem organizmu, który jakże drastycznie kreuje swego rodzaju kukiełki na własne potrzeby, jest Ophiocordyceps unilateralis (12, 13). Grzyb atakuje mrówki, tzw. gmachówki (Camponotus spp.), początkowo niepozornie przyczepiając się do powierzchni ich ciała. Z czasem organizm namnaża się i przechodzi przez egzoszkielet do jamy ciała, powoli zamieniając owada w zombie, którym łatwo mu będzie sterować. Manipulowana mrówka kieruje się na liście roślin, po czym przyczepia się do ich spodniej powierzchni, w miejscu ciepłym i wilgotnym, czyli w środowisku idealnym do namnażania się grzyba. Pasożyt doprowadza następnie do śmierci stawonoga, sporom wystarczy podmuch wiatru czy deszcz, aby rozsiać się z wysokości i trafić na swoje kolejne ofiary (12-14).

Manipulacje żywicielem są jednak najczęściej kojarzone ze światem typowych pasożytów, jak pierwotniaki czy helminty (2, 3, 15). Wiele mechanizmów, jakimi organizmy wpływają na behawior swoich żywicieli, jest wciąż nieznanych (16). Przez wiele lat naukowcy spierali się, część twierdziła, że celowe modyfikacje nie są możliwe i że jest to jedynie „efekt uboczny” związany z bytowaniem organizmów pasożytniczych (2, 3, 17, 18). Obecnie wyróżnia się wiele podziałów manipulacji. Poulin (2, 12) dzieli wymienione zmiany na trzy grupy. Jako pierwszą wyróżnia celowe zmiany w zachowaniu żywiciela prowadzące do sukcesu w transmisji czy reprodukcji pasożyta. Druga grupa to zmiany powstające jako adaptacja żywiciela czy odpowiedź na istniejące zarażenie. I w końcu trzecia to tzw. efekty uboczne, czyli patologie będące efektem tych adaptacji czy reakcji na linii pasożyt – żywiciel. Inny podział dzieli zmiany w zachowaniu ze względu na układy czy systemy, które ulegają modulacji (2, 13). Wyróżnia się te wpływające na układ immunologiczny, nerwowy czy wewnątrzwydzielniczy (4). Część zmian wiąże się z samą bytnością pasożyta i jest bardzo prosta, wpływająca na ruch czy spożywanie pokarmu (18). Część zmian wiąże sie z samą bytnością pasożyta, która wpływa na ruch żywiciela czy spożywanie przez niego pokarmu (18). Z drugiej strony istnieją organizmy stosujące bardziej skomplikowane metody, ewoluujące do tak wyrafinowanych, jak produkcja neuroprzekaźników żywiciela (7, 19).

W dalszej części artykułu przedstawiono kilka przykładów modulacji zachowania z poszczególnych grup.