Зомбовані гусениці, змушені завантажувати вуглеводи паразитоїдними осами

Джастін Гавірд, Університет штату Колорадо

Личинки паразитоїдних осів виходять із туші свого гусеничного господаря.

Щодо стосунків стосунків, паразитизм може здатися особливо егоїстичним: один партнер виграє за рахунок іншого. Багато паразитів навіть змінюють поведінку своїх господарів, щоб отримати те, що їм потрібно. Паразитоїди подібні, але вони зазвичай проводять значну частину свого життя, живучи всередині або на тілах своїх господарів і контролюючи їх зсередини-назовні, перш ніж в кінцевому підсумку їх вбивати і часто споживати. «Мій улюблений приклад - паразит-нематода, який заражає мурах ”, - говорить Мелісса Бернардо, докторант Університету Весліана, яка вивчає, як паразити та паразитоїди маніпулюють своїми господарями. Ця нематода змінює колір і поведінку мурахи, в основному перетворюючи мураху в ягоду, щоб нематода могла перейти до свого наступного господаря - голодного птаха. Бернардо та її колеги зацікавлені в більш тонкому, але не менш складному типі маніпуляцій з господарем: як паразити та паразитоїди впливають на харчову поведінку та харчування своїх господарів. Дієтичні маніпуляції можуть бути розумними, оскільки паразиту можуть знадобитися різні типи поживних речовин, ніж господаря. Але мало хто з дослідників вивчав маніпуляції з дієтою господаря, і жоден з них не показав цього остаточно. Бернардо каже: "Доказів не було багато".

Бернардо вивчав маніпуляції з харчуванням господаря, щоб визначити, чи можуть якісь емпіричні докази підтвердити те, що в основному було лише гіпотезою. Вона виявила підтримку того, що маніпуляції з дієтою можуть бути можливими для однієї особливої паразитоїдної оси, яка вважається "головним маніпулятором". Приблизно через 14 днів після відкладання яєць всередині свого господаря (гусениця шерстистого ведмедя) личинки цієї оси з’являються, в процесі загибелі гусениця. Бернардо звернувся до цієї системи, оскільки, на відміну від більшості гусениць, гусениця шерстистого ведмедя пасеться на більш ніж 80 різних видах рослин, тобто паразитоїд може мати справжній корм з раціону на вибір. Якщо існує маніпуляція з дієтою, це було б гарним місцем для її пошуку.

У серії експериментів Бернардо виявив, що коли гусеницям дозволялося вибирати між насиченою білками або вуглеводами дієтою, непаразитовані гусениці вибирали білкову дієту, тоді як паразитовані гусениці віддавали перевагу вуглеводної дієти. По суті, Бернардо каже: "Оси роблять своїх господарів вуглеводними".

Але чому? Виявляється, коли гусениці з’їдають більше вуглеводів, личинки ос, що жують собі шлях із туші гусениці, стають більшими. Бернардо пояснює, "коли ці паразитоїди є старшими личинками, що живуть у хазяїні, вони переходять від живлення кров'ю хазяїна до живлення конкретною тканиною хазяїна". Ця тканина багата ліпідами, яких оси не можуть утворити, тому вони отримують ліпіди від своїх господарів, коли вони є личинками. Змушуючи гусениць з’їдати більше вуглеводів, оси призводять до накопичення більшої кількості ліпідів у гусеницях, що призводить до більших ос.

Якщо ви думаєте, що подібні маніпуляції з господарями обмежені віддаленими комахами, подумайте ще раз. Деякі дані свідчать про те, що люди з інфекціями Toxoplasma gondii демонструють ризиковану самодеструктивну поведінку і навіть можуть бути більш схильними до шизофренії. У своїй природній системі щури, заражені токсоплазмою, менше бояться котів, що полегшує перехід паразита в кота-хазяїна. Бернардо більше зацікавлений у тому, як паразити людини та мікроби кишечника можуть впливати на дієту. "Існують гіпотези, які передбачають, що наша поведінка під час годування зміниться залежно не тільки від паразитів у нашому кишечнику, але й від нашого мікробіома в кишечнику", - каже вона.

Бернардо також вважає, що це дослідження вписується в нову галузь, яка називається екоімунологія. Екоімунологія використовує концепції екології та еволюції для дослідження причин, що викликають захворювання та специфічні проблеми імунної функції. Дослідження Бернардо можуть додати в цю область новий аспект - маніпуляцію хостом. Ожиріння є основною проблемою для здоров’я в США, і конкретні види кишкових мікробів можуть впливати не тільки на те, як ми перетравлюємо їжу, але і на те, які продукти ми хочемо їсти.

Іншими словами, якщо вам хочеться пропустити тренажерний зал і з’їсти натомість пампушку, звинувачуйте це у своїх паразитах.

Бернардо представила свої дослідження на щорічній конференції 2016 року Товариства інтегративної та порівняльної біології в Портленді, штат Орегон.