Слимаки - ненажерливі годівниці. Апденді

Слимаки та равлики є пристрітом майже кожного садівника та фермера, що займається посадкою овочів. Особливо слимаки мають ненажерливий апетит і невпинно харчуються стеблами, листям і пагонами. Недарма садівники шукали будь-яких засобів для боротьби з розповсюдженням цієї вбивці врожаю. На жаль, найпоширеніша реакція - гранульовані кулі - може мати жахливий вплив на інші дикі тварини. Однією з альтернатив є паразит Phasmarhabditis hermaphrodita, черв'як нематод, який природним чином вбиває слимаків та равликів.

Донедавна ми мало уявляли, чому цей паразит настільки ефективний. Наші Недавні дослідження, опублікований у "Поведінкових процесах", показує, що після P. hermaphrodita заражаючи слимака, він бере контроль над його поведінкою, по суті перетворюючи його в зомбі. Поглибившись далі, як цей паразит бере під контроль поведінку слимака, ми можемо отримати краще розуміння молекулярних тонкощів контролю розуму і навіть того, як масово контролювати поведінку слимаків.

Слимаків особливо важко контролювати, оскільки вони можуть глибоко проникнути в ґрунт і дати величезну кількість потомства. Методи контролю, які, як правило, зосереджувались на гранулах-слимаках, можна легко змити і є сильно токсичний до ряду інших видів дикої природи. Протягом десятиліть ці гранули містять метіокарб та метальдегід, які обидва можуть бути шкідливими для навколишнього середовища. Метіокарб зараз було заборонено а використання метальдегіду навколо водних шляхів здійснюється під суворим регламентованим використанням.

Команда P. hermaphrodita паразит, з іншого боку, є органічною та ефективною альтернативою боротьби зі слимаками. При додаванні в грунт паразити полюватимуть, заражатимуть і вбиватимуть будь-яких слимаків, яких вони знайдуть всередині 21 днів. Потім нематоди розмножуються на трупі і відправляються на пошуки будь-яких слимаків, які раніше втекли від них. Існує 108 видів нематод, які вражають слимаків та равликів. Але на відміну від інших, P. hermaphrodita є дуже специфічним і не впливає на інших безхребетних, таких як комахи або дощові черв'яки.

Наші дослідження також показали, що нематодний черв'як P. hermaphrodita має надзвичайну здатність контролювати поведінку слимаків. Зазвичай, коли паразитичні хробаки знаходяться, слимаки відчувають небезпеку і вислизають, боячись бути смертельно зараженими. Але коли слимаки вже заражені, їх, схоже, приваблюють райони, де присутній паразит, і вони із задоволенням залишаться в районі, де вони ризикують подальшого зараження.

Направляючи слимаків на більше паразитів, P. hermaphrodita привести слимаків на смерть, після чого нематоди можуть ласувати тушкою і розмножуватися. Ми мали показані раніше що кілька видів слимаків уникали P. hermaphrodita але були дуже здивовані, побачивши, що кілька інших видів, заразившись, притягувались до нематод. Ця поведінка була спричинена спеціально P. hermaphrodita але не інші нематоди.

Все в серотоніні

Щоб зрозуміти, як саме ці нематоди контролювали поведінку слимака, ми розпочали експеримент, заснований на наркотиках, в ході якого годували неінфікованих слимаків антидепресантом флуоксетином (Prozac). Флуоксетин підвищує рівень серотоніну, хімічного сигналу або «нейромедіатора», який регулює настрій у багатьох тварин. Вражаюче, але цих наркотизованих слимаків приваблювали до заражених нематодами грунтів так само, як і слимаків, заражених паразитом.

Ми також виявили, що заражені нематодами слимаки, яких годували ципрогептадином, препаратом, який діє протилежне прозаку і блокує серотонін, більше не приваблювались до нематод. Все це наводить на думку P. hermaphrodita маніпулює сигналами серотоніну в мозку слимака, щоб змінити його поведінку.

P. hermaphrodita не самотній у цій поведінці, і багато паразитів еволюціонували, щоб контролювати розум та поведінку своїх господарів. Найпростіші, такі як Toxoplasma gondii змусити заражених щурів втратити страх перед котами. Грибок називається Ophiocordyceps spp. бере на себе мурах і змушує їх лазити по деревах, щоб гриб міг краще розпорошити свої спори. Трематодні плоскі черви є майстрами маніпуляцій, з можливістю контролювати поведінку ряду організмів.

Хоча факти свідчать про те, що P. hermaphrodita контролює своїх господарів, впливаючи на нейромедіатори, такі як серотонін, T. gondii перешкоджає виробленню іншого нейромедіатора, дофаміну, для зміни поведінка щурів. Ми це також знаємо ін’єкційний серотонін в мозок ракоподібних може імітувати поведінкові зміни, спричинені паразитами глиста акантоцефалана. І паразит Євхаплорхіс, змінює баланс серотоніну та дофаміну у печериці, викликаючи його помітно приваблюють увагу годуючих птахів. Тільки дійшовши до кишечника птиці, паразит може відкласти яйця.

Наші результати показують, що, змінюючи рівні серотоніну у здорових слимаків, ми можемо повторити зміни поведінки, спричинені P. hermaphrodita інфекція. Подібним чином ми можемо також змінити поведінкові зміни заражених слимаків, щоб імітувати неінфікованих представників їх видів.

Подальші дослідження можуть призвести до кращого розуміння молекулярних тонкощів контролю розуму не тільки цих нематод, але й інших паразитів. Зрештою, ми могли б використати ці знання для впливу та спрямування поведінки заражених слимаків. Ми могли б змусити їх масово переїжджати в обрані нами області, маніпулюючи рівнем серотоніну, і тим самим викорінювати їх загрозу та апетит.

Про авторів

Роббі Рей, викладач генетики, Ліверпуль Джон Мурс університету та Саллі Вільямсон, викладач нейробіології, Ліверпуль Джон Мурс університету

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon