Kto tak naprawdę nami steruje? Manipulacje w świecie pasożytów

Zaburzenia lokomotoryczne

Jednym z bardziej prozaicznych sposobów wpływania na funkcjonowanie żywiciela jest zaburzenie jego funkcji lokomotorycznych, czyli uniemożliwienie czy utrudnienie jego ruchu. Przykładem może być ektopasożyt z rodzaju Anilocra bytujący u ryb (20). Organizm ten, zajmując nawet 30% powierzchni ciała ryby oraz powodując ogromne obciążenie, utrudnia jej poruszanie się, tym samym naraża ją na atak organizmów drapieżnych (18, 20, 21). Innym przykładem, szeroko opisywanym w literaturze, są tasiemczyce. Organizmy, żyjąc w przewodzie pokarmowym, objadają żywiciela. Żywiciel, mimo podejmowania prób pobierania większej ilości pokarmu, starczającej dla niego i niechcianego lokatora, staje się apatyczny, osłabiony, wychudzony i tym samym bardziej podatny atak drapieżnika (18, 21).

Zaburzenia ruchu mogą też mieć nieco inne, bardziej skomplikowane podłoże. Przykładem może być przywra Ribeiroia ondatrae, w której cyklu rozwojowym występują żaby (22). Pasożyt jest w stanie doprowadzić do malformacji kończyny. Może się to wiązać nie tylko z krzywizną, ale wręcz z pojawieniem się dodatkowego odnóża czy jego fragmentu (18, 22, 23). Skutkiem tego jest oczywiście zaburzenie ruchu. Niezborność ruchów nie tylko przyciąga uwagę drapieżników, ale i utrudnia ucieczkę przed nimi w przypadku ataku (18).

Podobne zaburzenia, ale o nieco innym podłożu, obserwuje się też u węgorzy. W momencie zarażenia nicieniem Anguillicola crassus ryby zaczynają pływać w niesubordynowany sposób. Jest to wynikiem osiedlenia się pasożyta w ich pęcherzu pławnym (18, 24). Efekt końcowy jest taki sam jak u żab opisanych powyżej.

Pasożyty potrafią także wpływać na zmysły sensoryczne swoich żywicieli (25). Idealnym przykładem mogą być przywry Diplostomum spp. występujące u ryb z rodzaju Leuciscus (26). Formy rozwojowe pasożytów osiedlają się w organie wzrokowym i zaburzają widzenie ryb. Te kierują się do wód lepiej oświetlonych. To z kolei jest równoznaczne ze spędzaniem czasu przy powierzchni, gdzie stanowią dużo łatwiejszy łup dla ptaków rybożernych (26, 27).

Zmiana fenotypu

Kolejną grupą mechanizmów, których przyczyną jest obecność pasożytów, jest zmiana fenotypu. Ciekawy przykład może stanowić nicień Myrmeconema neotropicum, który stara się upodobnić swojego pierwszego żywiciela (mrówkę) do owocu (2, 28). Zarażone mrówki zmieniają kolor części swojego ciała z czarnego na czerwony, a następnie kierują się na gałęzie i lokują w pobliżu owoców. Zjawisko mimikry ma na celu transmisję pasożyta ukrytego w swoim „koniu trojańskim” do swojego żywiciela ostatecznego, jakim są ptaki owocożerne (2, 29).

Podobne mechanizmy stosuje kolcogłów Acanthocephalus lucii. Pod jego wpływem równonogi, np. kiełże, zmieniają barwę na ciemniejszą, a także wychodzą z ukrycia. Sumarycznie są lepiej widoczne dla drugiego żywiciela pasożyta, jakim są ryby (30, 31).

Żywiciel-zombie, czyli wpływ pasożytów na układ nerwowy

W literaturze pojawia się coraz więcej doniesień na temat pasożytów, które znaczny w sposób modyfikują zachowanie swojego żywiciela, oddziałując na jego układ nerwowy (8). Część mechanizmów tych oddziaływań jest już dobrze poznana mimo swojej złożoności.

Mimo że mechanizm powstawania części zachowań nie jest do końca znany, niektóre z nich ze względu na kompleksowość czy nietypowość dla danego gatunku opisuje się jako celowe (7, 19). Inne z kolei często są wynikiem przypadku czy działania, którego zasadniczym celem nie jest wpływ na zachowanie żywiciela. Przykładem tej drugiej grupy jest przywra Schistosoma mansoni, czyli tzw. przywra żylna. Żywicielem ostatecznym pasożyta jest człowiek, u którego bytuje w naczyniach krezki jelitowej, wywołując schistosomozę, a głównym celem modulacji w organizmie żywiciela jest immunosupresja (1). Pozwala to na osłabienie reakcji układu immunologicznego żywiciela, co pozwala opóźnić czas, w jakim organizm zacznie atakować intruza (32). Przywra wydziela do organizmu swojego żywiciela peptydy opioidowe (2, 33). W tym wypadku niebędące głównym celem pasożyta działanie na ośrodkowy układ nerwowy żywiciela dodatkowo ułatwia rozprzestrzenienie się pasożyta w organizmie (2). Przez część naukowców zachowanie to jest jednak opisywane jako celowe, swego rodzaju dwutorowe działanie przywry (32).

Podobny mechanizm, wykorzystujący niewinne mrowki jak w przypadku opisywanej wyżej bakterii, zaadaptowała motyliczka wątrobowa. Przywra Dicrocoelium dendriticum znana jest z manipulacji swojego drugiego żywiciela pośredniego, jakim jest mrówka z rodzaju Formica (1-3, 15). Celem przywry jest oczywiście zamknięcie swojego cyklu życiowego, co może mieć miejsce, w momencie gdy owad zostanie zjedzony przez przeżuwacza. Gdzie zatem znajdzie lepsze miejsce dające pewność trafienia do przewodu pokarmowego przykładowej krowy niż czubek źdźbła zielonej i soczystej trawy? Co więcej, zapobiegawczość pasożyta i dążenie do celu wpływają nie tylko na przemieszczenie się mrówki we wskazane przez niego miejsce. Przywra dodatkowo powoduje unieruchomienie mrówki na źdźble trawy poprzez zaciśnięcie jej aparatu gębowego na roślinie. Sparaliżowany owad czeka tak do momentu zjedzenia przez kolejnego żywiciela (1-3, 15).

Niektóre typy zachowań modyfikowanych przez pasożyta można wręcz porównać do samobójczych. Najsłynniejszym przykładem są myszy tracące lęk przed sygnałem, jakim jest mocz kotowatych w momencie zarażenia pierwotniakiem Toxoplasma gondii, który został szerzej opisany w dalszej części artykułu (34).

Samobójcze zachowania powodowane obecnością pasożyta obserwuje się u świerszczy zaatakowanych przez nitnikowce (łac. Nematomorpha) (35). Zarażone świerszcze, które w warunkach fizjologicznych są związane ze środowiskiem lądowym, kierują się niczym zombie w kierunku wody (3, 18, 35). Po dostaniu się w odpowiednie środowisko pasożyt uwalnia się ze swojego żywiciela, opuszczając go niczym tonący statek i pozwalając sobie na przejście do kolejnego etapu cyklu życiowego (35).

Podobne schematy działania obserwuje się także u owadów określanych jako parazytoidy. Larwy osy Cotesia congregata atakują gąsienice zawisaka tytoniowego (łac. Manduca sexta) (37, 38). Osa po złożeniu larwy w organizmie żywiciela paraliżuje go w istotnym dla przemian larwy momencie. Ewentualne ruchy czy przemieszczanie się gąsienicy mogłoby zaburzyć rozwój osy czy go uniemożliwić (3, 37, 38).