Tehnici zombie în viața sălbatică
În timp ce unii oameni se înspăimântă de zombi prin televizor și teoriile conspirației, iar alții pe jumătate în glumă numesc fătul din uter un parazit care o manipulează, adevărații paraziți manipulatori își supun stăpânii, transformându-i în zombi. Și aceste scheme funcționează de zeci de milioane de ani și nu unele zeci de secole mizerabile, în timp ce perioada istorică a lui Homo Sapiens durează. Alți „zombi” biologici - „morții care umblă” - se ascundeau pe ramurile arborelui evolutiv și chiar în interiorul celulelor noastre. Alții merg pe stradă și cred că toți cei din jur sunt deja morți, ceea ce înseamnă că poți să comiți crime, pentru că nu le mai pasă. Deci, cine numesc oamenii de știință zombi și unde să-i găsească? Să ne dăm seama.
Zombie la microscop
Să începem cu faptul că nu numai întregul organism, ci și celulele individuale pot fi făcute să se ridice din morți și să se aplece după voia cuiva. Mycobacterium tuberculosis știe foarte bine cum să facă acest lucru. Această bacterie, care cauzează tuberculoza, se înmulțește în interiorul celulelor corpului uman. De asemenea, se așează în interiorul macrofagelor - celule imune care mănâncă „străini” periculoși. După infecție, membrana macrofagelor devine scurgeri, ceea ce înseamnă aproape întotdeauna o moarte sigură pentru o celulă. Însă micobacteriile nu vor să-și piardă „incubatoarele” atât de ușor, așa că nu lasă celulele aproape moarte să moară până la capăt, transformându-le în fabrici de zombi care pot produce noi bacili de tuberculi și se pot ascunde de terapia cu antibiotice.
Dacă te micșorezi mai departe și privești și mai adânc, zombii pot fi găsiți la noi toți. Mai mult, fără ele nu ne-am fi putut naște. Cel puțin asta cred părerea autorilor ipotezei „centriolilor zombi”, publicată în revista științifică Frontiers in Cell and Developmental Biology. Centriolul este nouă triplete (triplete) de microtubuli. Centriolii „orchestrează” diviziunea celulară, formând un fus de diviziune, care trage cromozomii (sau jumătățile lor, în funcție de tipul diviziunii) către polii celulei. S-a stabilit că la majoritatea animalelor, în timpul reproducerii sexuale, centriolii sunt moșteniți de la tată, dar la oameni și alte mamifere, precum și la insecte, centriolii spermei sunt modificați (sau absenți cu totul). De unde provin atunci cei doi centrioli dintr-un ou fertilizat? La insecte, de exemplu, există un singur centriol în celula spermatozoizilor. La om, nimic nu este deloc clar: se pare că unii oameni de știință au observat într-un ovul fertilizat până la trei în loc de cei doi normali, iar la un șoarece, centriolii nu au fost văzuți deloc până când celula se împarte în 32 sau 64.
Indiciul, potrivit autorilor articolului, este simplu: există doi centrioli în celula spermatozoizilor, dar unul dintre ei este modificat, degradat. Cu toate acestea, centriolul „mort” se poate diviza și funcționa fără a fi readus la forma sa normală. „Datorită faptului că sunt simultan degradate („ moarte”) și funcționale („ vii”), le-am numit centrioli zombi”, scriu autorii lucrării. Când centriolii sunt fertilizați într-un zigot, acest centriol zombie poate forma un fiol centriol normal, deci există trei centrioli.
Un lucru chiar mai ciudat decât centriolii zombi (dar cu siguranță există în realitate) sunt veverițele zombi. Oamenii de știință din Anglia, Australia și Norvegia au scris o întreagă recenzie despre ei, plângându-se că „proteinele zombi” lipsite de activitate enzimatică, ca să spunem ușor, nu sunt favorizate de colegii lor.
Video promotional:
Și complet în zadar: sunt prezenți în toate regatele celor vii și ocupă 10-15% din genom. Dacă nu ar fi necesare, selecția naturală le-ar curăța încet (este, de asemenea, o plăcere să irosim energie pentru a sintetiza gunoi inutil), dar acest lucru nu se întâmplă. Și dacă începem să înțelegem că chiar și ADN-ul „necorespunzător”, de fapt, nu ocupă doar un loc în genom dintr-un motiv, atunci genele codatoare din care sunt produse chiar și proteinele nefuncționale ar trebui să aibă sens. Astfel de „zombi” își pot influența prototipul de lucru, își pot schimba activitatea, îl pot atașa la locul potrivit din celulă - adică pot duce o viață completă după „moartea sa funcțională”.
Și zombie stă pe ramuri
Dar plantele? Nu îi vom ocoli în mod nemeritat în povestea noastră. Mai mult, pot deveni și zombi. Datorită bacteriilor fitoplasmatice, plantele zombie cresc frunze pe crenguțe în loc de flori. Nu se mai pot înmulți și, la fel ca macrofagele colonizate de bacilii tuberculi, devin fabrici pentru producerea bacteriilor.
Plantele unicelulare fac din plante sclavi cu voință slabă cu ajutorul proteinei SAP54, care interacționează cu proteinele din domeniul MADS (nu, nu sunt responsabile pentru nebunie, ci pentru formarea unei flori). Pe parcursul evoluției, proteina bacteriană SAP54 a învățat să semene cu proteina din domeniul K, care interacționează în mod normal cu MADS - și astfel a spart sistemul de acces la controlul plantelor.
Dar nu numai ramurile plantelor pot deveni „zombi”. Oamenii de știință pot numi și ramurile arborelui evolutiv. Multe controverse sunt în jurul modelului dezvoltării mamiferelor după dispariția Cretacic-Paleogen, care a distrus dinozaurii și multe alte animale și plante. Există două versiuni ale acestor evenimente. Conform primului model „exploziv” cu „modelul explozibil cu siguranță lungă”, strămoșii diferitelor ordine au divergut mai întâi în clasa mamiferelor, apoi au apărut speciile din fiecare ordine. Modelul scurt explozibil cu siguranță presupune că aceste evenimente s-au întâmplat aproape simultan. Recent, a fost propus un model „soft bang”, potrivit căruia unele linii au apărut în Cretacic, iar după dispariție a avut loc „explozia” principală.
Problemele și punctele slabe ale acestui ultim model dezvăluie ramurile fantomă și ramurile zombi care au apărut pe arborele evolutiv. Primele apar datorită faptului că înregistrarea fosilelor este incompletă: nu au fost găsiți strămoși, iar descendenții erau la locul lor. Acestea din urmă sunt mai problematice deoarece apar înainte ca datele moleculare să prezică divergența grupurilor lor ancestrale.
Autorii articolului Mologenă Filogenetică și Evoluție analizează toate cele trei modele și susțin un „cablu lung de siguranță”, arătând că diviziunea la nivelul ordinii a început cel mai probabil în Cretacic. Acest concept vă permite să învingeți ramurile de zombi și să rafinați arborele evolutiv al mamiferelor.
Viermi teroristi in interiorul racilor si furnicilor
Pe parcursul evoluției, paraziții au dobândit un set extins de tehnologii zombie. Toate mijloacele sunt folosite aici: manipulare, credință în falsitatea semnalelor propriilor simțuri, războaie cu imunitate și hormoni contrafăcuți.
„Neuroparasitologia este o știință la limita științifico-ficțională”, scrie Michael Dickinson, co-editor al Jurnalului de Biologie Experimentală, de la Universitatea din Washington. Această frază este condimentată cu un amestec de groază și admirație: de la cererea „nu mă mânca, îți voi fi în continuare utilă”, îndreptată către sistemul imunitar al altuia, până la manipularea insidioasă și zombificarea proprietarilor - un singur pas. Și puteți trece prin el prin forjarea moleculelor care sunt folosite pentru a comunica de către celulele gazdei.
Uneori nu pare să aibă prea mult sens. Există crustacee gammarus, care aparțin ordinii amfipodelor (se numesc așa pentru că înoată literalmente lateral). Dar când sunt atacați de paraziți, crustaceele își pierd controlul asupra lor și încep să se miște ca toți ceilalți crustacei și chiar înoată în lumină, în loc să se ascundă de ea.
Crustaceul Gammarus. Cu Julie / Flickr
Drept urmare, sunt mai susceptibile de a fi consumate de pești, în care parazitul trebuie să intre. Oamenii de știință au reușit să influențeze mișcarea gammarusului cu serotonina și au arătat că paraziții afectează cel mai probabil răspunsul imun, care determină inflamarea sistemului nervos din crustacee. Ca rezultat, activitatea neurotransmițătorului serotonină, o moleculă intermediară care transmite semnale între celulele nervoase, precum și între celulele nervoase și alte celule, este întreruptă. Crustaceul nu primește corect semnale vizuale și olfactive și înoată spre moartea sa.
Se întâmplă ca paraziții să-și petreacă „copilăria” într-un organism, „adolescența” în altul și să crească într-un al treilea. Acesta este modul în care viermele fluke, lanceolat Dicrocoelium dendriticum, își trece viața.
Ouăle sale ar trebui să se întindă în sol, viitoarele lovituri sunt trimise la „grădinița” din interiorul melcului. În etapa următoare, înoată liber pentru o perioadă de timp sub formă de larve cercariae cu cozi, apoi sunt înghițite de o furnică, după care devin metacercariae.
Dar nu toate cercariile vor trece prin „școala” furnicilor: una dintre ele este destinată să moară pentru a permite restului să crească. Se târăște în ganglionul subofaringian al furnicii, jumătatea inferioară a prototipului creierului pe care îl au insectele. Acolo, cercaria se așează mai confortabil, înconjurându-se cu o coajă subțire și se așează la „panoul de control”. De acum înainte, furnica funcționează ziua, ca toți frații săi, dar noaptea se transformă într-un zombie cu voință slabă. Părăsește furnicarul, urcă pe un fir de iarbă, se agață de el cu dinții și așteaptă până când un mamifer o înghite: o furnică zombie este doar un vehicul cu șase picioare deturnat de viermi pentru a atinge obiectivul prețuit, care devine ficatul sau căile biliare ale unei oi sau vaci. Acolo, viermii vor prospera și se pot înmulți până la zeci de mii de indivizi.
Ciclul de dezvoltare / Dicrocoelium dendriticum Wikimedia Commons
Alți paraziți, viermi de păr, trimit lăcustele și gândacii la moarte sigură, forțându-i să sară în apă, unde peștele, următoarea gazdă a parazitului, trebuie să mănânce insectele.
Pisici și șoareci și flori ale răului pe o navă spațială
Dar dacă zombificarea unei furnici sau a crustaceului nu este atât de dificilă, atunci „piratarea” creierului unei vertebrate mari și complexe este o sarcină pentru cei mai avansați „hackeri”. Prin urmare, cel mai faimos și chiar canonic exemplu de zombificare este, desigur, toxoplasmoza. Această boală este cauzată de cel mai simplu Toxoplasma gondii. Toxoplasma, spre deosebire de larvele de viermi, este formată dintr-o singură celulă, dar poate subjuga trilioane de străini.
Destinația finală a traseului Toxoplasma, pământul lor promis, este pisica. Imediat, paraziții unicelulari insidioși pot intra rar în el, așa că cel mai adesea calea către paradisul Toxoplasma stă prin moarte. Adevărat, nu al lor: pentru a ajunge la pisică, ei folosesc vehicule mai mici - șobolani, șoareci sau păsări.
La aceste animale, Toxoplasma suferă diverse transformări. Odată ajunși în creier, produc tirozin hidroxilază, o proteină care reglează viteza cu care se sintetizează hormonul dopamină. Acest hormon, asociat cu plăcerea și încrederea, este o verigă cheie în sistemul de motivație și recompensă. După ce au cedat promisiunii fericirii, acel morcov interior pe o undiță de orice motivație, rozătoarele sau păsările devin neînfricate și încep să caute ei înșiși întâlniri cu labele gheare ale unei fiare pufoase.
Moleculele de tirozină hidroxilază arată ca niște flori inofensive, dar în mâinile Toxoplasmei se transformă în flori ale răului și nu în sensul Baudelaire, ci în sensul cel mai adevărat / Gla086 / Wikimedia Commons
Dar chiar și cele mai frumoase mecanisme pot eșua. Imaginați-vă că trebuie să furați o mașină sau un elicopter pentru a ajunge, de exemplu, la o insulă paradisiacă, unde vă așteaptă o viață senină. Dar atunci se întâmplă neașteptatul: următorul dvs. soldat din greșeală se dovedește a fi într-o navă spațială. Ai învățat să deturnezi mașinile și avioanele, știi cum să le conduci, să te ascunzi de paznici - sistemul imunitar - și să te înmulțești, populând diferite țesuturi, ți-ai făcut victimele mai atractive pentru sexul opus, chiar ameninți populațiile de gâște hawaiiene, „deturnând” în unele locuri înainte 48% dintre ei. Dar nu ați învățat cum să zburați nave spațiale. În general, nava ta zboară spre Marte cu pilot automat. Nu numai că nu există o insulă paradisiacă acum, dar nici nu ai un costum spațial la tine. Desigur, nava spațială are butoane în interior, similare cu aceleape care sunteți obișnuiți să faceți clic - dar uneori funcționează într-un mod complet diferit.
În plus, sistemul imunitar al victimei poate afecta și sistemul nervos (de exemplu, prin inflamație, ca în același gammarus) și își poate schimba comportamentul - și nu întotdeauna în direcția benefică pentru Toxoplasma.
Zombifying People: Ecouri ale iubirii șoarecilor și ale apocalipsei din New York
Probabil, așa s-ar simți Toxoplasma dacă ar putea evalua șansele sale de succes prin infectarea unei persoane. Este puțin probabil ca pisica să o mănânce și reacționează la stimulii Toxoplasmei în felul său. De exemplu, are o creștere a schizofreniei sau un risc crescut de manifestare a acesteia. De asemenea, sondajele efectuate asupra persoanelor infectate arată că victimele toxoplasmei devin mai lente și mai pasive în prezența pericolului, instinctul de autoconservare devine mai slab și, deși, în general, pacienții sunt mai iritabili, nu vor să lupte pentru nimic. În situații înspăimântătoare - într-o pădure întunecată, într-o casă goală noaptea - rămân calmi.
Oamenii pot avea, de asemenea, schimbări dramatice în nivelul lor de suspiciune și sociabilitate. Femeile devin mai prietenoase și mai altruiste, în timp ce bărbații, dimpotrivă, nu vor să împărtășească nimic. Suspiciunea celor infectați este influențată nu numai de sex, ci și de locul de reședință: bărbații urbani și femeile din sat devin mai încrezători din cauza Toxoplasmei, în timp ce bărbații din sat și femeile din oraș, dimpotrivă, caută o captură în toate.
Din nou, vedem scrierea de mână a „dopaminei” parazitului, amintind că acest hormon afectează în mod diferit mamiferele masculine și feminine. Experimentele cu voleri de prerie, modele de dragoste și fidelitate în lumea rozătoarelor, au arătat că dopamina este necesară nu numai pentru atașamentul față de sufletul pereche, ci și pentru agresiunea față de străini. Astfel de influențe pot afecta bărbații și femeile în diferite moduri: unii trebuie să protejeze teritoriul, alții trebuie să se atașeze și să fie prietenoși. Poate că acest răspuns se simte și în diferențele în comportamentul bărbaților și femeilor infectate cu Toxoplasma - deși, desigur, oamenii nu sunt șoareci, iar interfața pentru Toxoplasma nu este atât de convenabilă.
Dar Toxoplasma nu învață din greșelile lor și continuă să invadeze navele spațiale: în regiunile în care salubritatea nu este foarte populară și o mulțime de carne crudă intră în alimente, mai mult de jumătate dintre oameni formează anticorpi împotriva Toxoplasma. Aceasta înseamnă că sunt bolnavi sau, cel puțin, s-au întâlnit cu acești paraziți în trecut. Nu este ușor să vindecați această infecție cu antibiotice: undeva, o formă latentă a parazitului - un chist, care este întotdeauna gata să se înmulțească din nou, supraviețuiește undeva. Și din nou un om nu mai este exact el, ci o navă spațială Toxoplasm controlată din interior, care se străduiește în interiorul unei pisici de neatins.
Dar există și alte scenarii pentru o apocalipsă zombi. Plantele pot fi, de asemenea, nu numai victime, deoarece drogurile obținute de la acestea pot intoxica oamenii. Povestea modului în care chimiștii, în timp ce cercetează receptorii canabinoizi (care reacționează nu numai la canabinoizii narcotici, ci și la mulți neurotransmițători interni ai corpului), au provocat accidental apariția „zombilor” pe străzile din New York, nu este complotul unui film despre apocalipsă, ci tema realului articol științific publicat în The New England Journal of Medicine în ianuarie 2017.
Pe 12 iulie anul trecut, au fost trimise unități de răspuns rapid pentru a găsi și captura persoane sinistre care se comportă exact ca zombi. În Brooklyn, New York, un număr total de 33 de persoane au fost găsite călătorind mecanic pe străzi cu ochi goi, neînțelegători. Oamenii încet, asemenea somnambulistilor, își mișcau mâinile și mârâiau ca niște zombi adevărați. Opt "zombi" nou creați au fost testați pentru urină și sânge. După o investigație care a durat 17 zile, oamenii de știință au reușit să stabilească faptul că vinovatul a fost un canabinoid sintetizat recent pentru a căuta droguri, pe care oamenii le-au cumpărat sub masca medicamentului pe bază de plante AK-47 24 Karat Gold, care a afectat primul tip de receptori canabinoizi.
Citiți continuarea aici.
Ekaterina Mișcenko
