Sveppur sem stjórnar flugum

Við ráðum okkur sjálf og tökum sjálfstæðar ákvarðanir. Eða hvað?

Hinir vitibornu menn trúa því að þeir sé sjálfstæðir einstaklingar. Hugmyndin um að missa stjórn á sér er flestum ógnvekjandi. Hræðilegasta martröð væri ef einhver myndi ná valdi á líkama manns og huga, og ota manni til voðaverka. Galdrakall í unglingabókmenntum kemur upp í hugann.

En hversu algengt er það í dýraríkinu að lífvera nái valdi á annari lífveru og stjórni henni?

Frekar sjaldgæft.

Sem þýðir að undantekningar eru til*.

Hárormar (e. hairworms) sýkja tiltekin skordýr, þ.á.m. engisprettur. Þeir lifa innan í dýrunum og þekkt eru tilfelli þar sem þeir stýra engisprettunum í átt að vatni, því ormarnir þurfa þess með fyrir æxlunina.

Þekkt eru sníkjudýr sem sýkja hornsíli og breyta hegðan þeirra, sem virðist auka líkurnar á að fuglar éti þau. Sníkjudýrið nota fugla sem hýsil til að ljúka lífsferli sínum.

Nýlegt dæmi er um svepp sem stjórnar ávaxtaflugum.

Rannsókn Carolyn Elya og félaga hennar við háskólann í Berkley (birt í eLife í júlí) lýsir hvernig sveppurinn breytir hegðan flugunnar. Upphafið er fjarska sakleysislegt, sveppagró lendir á flugu. Gróið spírar og vex inn í fluguna. Fyrst í stað nærist sveppurinn á forða flugunnar, fituvef og öðru lauslegu inni í líkamsholi þess. Síðan koma áhrif á hegðunina í ljós.

Fyrst klifrar flugan klifrar upp stilk (eða vegg). Næst rekur hún út ranann, og tyllir honum á stilkinn. Sveppurinn veldur því einnig að efnasamsetning munnvatnins hefur breyst, það verður límkenndara. Þannig festist raninn við stilkinn og flugan situr föst (eins og þegar maður festir blauta tungu á frosnum ljósastaur - varla þarf að taka fram að það er flugunni þvert um geð).

Vöxtur sveppsins margfaldast næstu daga og hann nærist á öllum innri líffærum flugunar, hjarta, heila og vöðvum. Þegar hér er komið sögu hangir flugan á rananum, með vængina út í loftið og út úr líkaman vaxa gróliðir sveppsins. Með því að stýra flugunni á háan stað, festa hana og breiða úr vængjunum vængjunum, eykur sveppurinn líkurnar á að gróin dreifist vítt og breitt.

Mynd af vef Berkley háskóla, tekin af C. Elya.

Sveppurinn sem um ræðir heitir Entomophthora muscae, sem þýða má sem “eyðandi skordýra", og sýkir hann margar tegundir flugna af ætt tvívængja. Carolyn hefur áhuga á að skilja hvernig sveppir breyta hegðan flugna. Fyrsta skrefið í þeim tilgangi var að finna svepp sem sýkir ávaxtaflugur. Ástæaðn er sú að líffræðingar hafa rannsakað fluguna í rúma öld og þekkja 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.

Eins og allar góðar rannsóknir byrjaði þessi á því að Caroline setti gildru á svalirnar sínar. Í hana safnaði hún lifandi flugum og leitaði að sveppasýkingum. Dag einn fann hún flugu, sem sat föst innan á gildrunni og varð hvít af myglu eftir nokkra daga. Hún náði gróum og gat tekið með sér inn á tilraunastofu, til sýkja flugur þar. Nú er Carolyn verkfæri í höndunum til að rannsaka hvernig getur sveppurinn breytt hegðun flugunnar. Hún er nú flutt til Boston og vinnur á rannsóknarstofu Ben de Bivort við Harvard**, og stefnir á að svara eftirfarandi spurningum.

Hvernig rænir hann flugunni líkama sínum, og tekur við stjórnartaumunum?

Hvaða taugar eða stöðvar hefur sveppurinn áhrif á?

Framleiðir hann boðefni sem virka á taugakerfi flugunnar?

Eyðileggur hann ákveðnar taugar eða heilastöðvar og stýrir þannig hegðun flugunnar?

Er kannski nóg fyrir sveppinn að vaxa inn í hausinn á flugunni?

Í þessu samhengi sprettur spurningin hvort sveppir stýri mannfólki á sama hátt?

Ekki er vitað um svepp sem sýkir menn og fær þá til að klifra upp staura eða flýta sér í Kringluna, festa sig ofarlega og bíða þolinmóða eftir því að sveppurinn vaxi út úr skinninu. Hins vegar er vitað að örveruflóran okkar framleiðir margvísleg efni, sem geta haft áhrif á lífeðlisfræði okkar og jafnvel taugakerfi. Að mér vitandi eru ekki til dæmi um tiltekinn sníkil (t.d. bakteríu eða svepp) sem hefur áhrif á heila hýsilsins og leiðir til breytingar á hegðan sem kemur viðkomandi sníkli vel í lífsbaráttu. En það þýðir ekki að hann sé ekki til, og dragi mig að kökudallinum...

 

*Þetta er dæmi um líkindatrú Lloyd Christmas persónunar í Dumb dumber, þegar stúlkan segir að það séu 1 á móti milljón líkur á að þau nái saman, "so you are telling me there is a chance"...

**Ben kom hingað til ands í mars og hélt erindi um rannsóknir sínar við Líffræðistofnun HÍ. Með honum komu Carolyn og fleiri félagar af labbanum, og vorum við svo heppinn að eiga með þeim dagstund og ræða saman um hegðun, flugur, gen og sveppi meðal annars.

Heimildir og ítarefni:

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.

Theo C. M. Bakker og James F. A. Traniello 2017, Behave in your parasite’s interest. Behavioral Ecology and Sociobiology 71:44.

Athugasemdir

[Þorvaldur Gunnlaugsson (IP-tala skráð) 11.8.2018 kl. 10:26]

Dæmi um sníkla sem hafa áhrif:

toxoplasma

hvað heitir ormurinn sem verpir út um fætur fólks og veldur miklum sviða þannig að fólk leitar í vatn þangað sem eggin þurfa að komast - er ekki verið að útrýma þessum ormi sem er bara í mönnum.

[Arnar Pálsson, 13.8.2018 kl. 10:11]

Sæll Þorvaldur

Forvitnileg hugmynd.

Mér skilst að töluvert sé um hana rætt, m.a. möguleg áhrif Toxiplasma á lund og hegðan.

Gögnin eru samt frekar óljós, sbr.

http://blogs.discovermagazine.com/neuroskeptic/2016/02/20/myth-mind-altering-parasite-toxoplasma-gondii/#.W3FUdRgyX3A