Hvernig fara lífverur að því að ná stjórn á öðrum lífverum?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvernig fara lífverur að því að ná stjórn á öðrum lífverum?
Besta dæmið um lífveru sem nær stjórn á dýrum er vitanlega maðurinn. Við höfum margar leiðir til að temja dýr og stjórna þeim. En þess utan eru fá dæmi þekkt um lífverur sem ná stjórn á og breyta hegðan dýra. Eitt athyglisverðasta dæmið um þess konar lífveru er sveppurinn Entomophthora muscae. Sveppurinn hefur verið þekktur í rúma öld. Nafn hans (Entomophthora muscae) má þýða sem „eyðandi skordýra“, en hann sýkir margar tegundir flugna af ætt tvívængja, allt frá húsflugum til ávaxtaflugna.

En hvað gerir sveppurinn og hvernig fer hann að því? Í stuttu máli breytir sveppurinn hegðan flugunnar. Fyrsta skrefið er fjarska sakleysislegt, sveppagró lendir á flugu. En svo tekur alvaran við. Gróið spírar og sveppurinn vex inn í fluguna. Fyrst í stað nærist hann á forða flugunnar, fituvef og öðru lauslegu inni í líkamsholi hennar. Þegar sýkingin er komin á tiltekið stig, klifrar flugan upp, til dæmis stilk eða trjábol. Næst rekur hún út ranann og tyllir honum á yfirborð stilksins. Sveppurinn veldur breytingu á efnasamsetningu munnvatns flugunnar og gerir það límkenndara. Af þeim sökum festist raninn við stilkinn og flugan einnig (svipað og þegar blaut tunga snertir frosinn ljósastaur). Vöxtur sveppsins heldur áfram næstu daga og nærist hann á öllum innri líffærum flugunnar, hjarta, heila og vöðvum. Þegar hér er komið sögu hangir flugan á rananum með vængina út í loftið og út úr líkamanum vaxa gróliðir sveppsins.

En hvað græðir sveppurinn á þessu? Með því að stýra flugunni á háan stað, festa hana og breiða úr vængjunum, eykur sveppurinn líkurnar á að gró hans dreifist sem víðast. Gró svepps sem ekki breytir hegðan flugunnar sem hann sýkir ferðast líklega skemur og er hann því minna hæfur í lífsbaráttu sveppanna.

Eins og áður sagði sýkir sveppurinn margar tegundir flugna. Ein leið til að svara því hvernig sveppurinn breytir hegðun flugnanna var að finna svepp sem sýkir ávaxtafluguna (Drosophila melanogaster). Ástæðan fyrir því að nota ávaxtafluguna er sú að líffræðingar hafa rannsakað ávaxtafluguna í rúma öld. Árið 1910 fann Thomas H. Morgan hvíta genið, og nú þekkja líffræðingar erfðir hennar og taugakerfi, og búa yfir margvíslegum verkfærum til að kveikja og slökkva á genum og þar með tilteknum stöðvum og kerfum í heila flugunnar.

Vísindakonan Carolyn Elya og félagar hennar við háskólann í Berkley gerðu einmitt þetta. Rannsókn hófst þegar Carolyn setti flugugildru á svalirnar hjá sér. Í gildruna söfnuðust ávaxtaflugur. Dag einn fann hún flugu sem sat föst innan á gildrunni og varð hvít af myglu eftir nokkra daga. Hún náði gróum og tók með sér í vinnuna, til að sýkja flugur þar. Þar með fékk vísindakonan verkfæri til að kanna hvernig sveppurinn hefur áhrif á hegðun flugunnar. Hún vildi skoða hvernig sveppurinn rænir líkama flugunnar og tekur við stjórnartaumunum. Hún vildi vita hvaða taugar eða stöðvar sveppurinn hefur áhrif á, hvort hann framleiði boðefni sem virka á taugakerfi flugunnar, eða eyðileggur hann ákveðnar taugar og heilastöðvar og stýrir þannig hegðun flugunnar. Er kannski nóg fyrir sveppinn að vaxa inn í hausinn á flugunni, til að breyta hegðan hennar?

Rannsókn Elya og félaga svaraði ekki öllum þessum spurningum. En vísbending er um að sveppurinn vaxi tiltölulega snemma (eftir um tveggja daga sýkingu) inn í heila flugunnar, og því er mögulegt að hann hafi bein áhrif á vissar taugar eða heilastöðvar. Hvort hann gerir það með því að þrýsta á taugar, senda út tiltekin boðefni eða á einhvern annan hátt er enn óljóst.

Samantekt:

• Ákveðin gerð sveppa sérhæfir sig í því að sýkja tvívængja flugur.
• Sveppurinn breytir atferli flugunnar, líklega til að auka fjölgunargetu sína.
• Sveppurinn vex meðal annars inn í heila flugunnar en ekki er vitað hvernig hann breytir hegðun hennar.

Heimildir, ítarefni og myndir:

• Carolyn Elya ofl. 2018. Robust manipulation of the behavior of Drosophila melanogaster by a fungal pathogen in the laboratory, eLife. 7:e34414 doi: 10.7554/eLife.34414
• Robert Sanders, 2018. Flies meet gruesome end under influence of puppeteer fungus, Berkley University media center.
• Ed Young 2018. Is this fungus using a virus to control an animal's mind? The Atlantic.
• Arnar Pálsson 10. ágúst 2018. Sveppur sem stjórnar flugum.
• Mynd af flugnagildru: Arnar Pálsson.
• Mynd af flugu: Fly Death Fungus (Entomophthora muscae) observed by damontighe on August 19, 2016 · iNaturalist.org. Höfundur myndar: Damon Tighe. Birt undir CC BY-NC 4.0 leyfi. (24. 10. 2018).

...