La terrificante storia vera delle “formiche zombi”

Il parassita utilizza un modo particolarmente astuto e crudele per assicurarsi la sopravvivenza. Trasforma letteralmente le formiche in zombi.

Il trematode del fegato ha un modo intelligente – qualcuno potrebbe dire crudele – di garantirsi la sopravvivenza. Trasforma le formiche in zombie. È così che i ricercatori che studiano questo minuscolo verme piatto parassita spesso descrivono la prima fase del suo complesso ciclo di vita, in cui sfrutta le formiche e gli animali al pascolo come mucche, cervi, pecore e lumache per proteggere la generazione successiva.

“Il trematode epatico lanceolato è un ottimo esempio di manipolazione parassitaria del comportamento dell’ospite”, afferma Brian Lund Fredensborg, ecologista dei parassiti e professore associato presso il Dipartimento di scienze vegetali e ambientali dell’Università di Copenaghen, che ha collaborato con l’ex studente di dottorato. Simon Nordstrand-Gaske ha recentemente condotto uno studio Stare È stato pubblicato sul ruolo dei fattori ambientali nella transizione dal comportamento da zombie delle formiche alla vita normale.

I trematodi epatici e altri parassiti sono organismi che vivono su o all’interno di organismi ospiti e dipendono dai loro ospiti per la nutrizione.

Anche se uno è su una rivista specializzata Ambiente comportamentale Sebbene lo studio pubblicato non si applichi direttamente agli esseri umani, i parassiti in generale causano un enorme carico di malattie in tutto il mondo, e una maggiore conoscenza del comportamento dei parassiti potrebbe ampliare la conoscenza degli scienziati sul loro stato evolutivo, soprattutto quando si tratta di interazioni con i loro ospiti.

“Se ne sappiamo di più, possiamo capire meglio come funzionano gli altri parassiti che manipolano il comportamento, forse compresi quelli che infettano gli esseri umani”, dice Fredensborg. Ha aggiunto che il trematode epatico lanceolato infetta raramente gli esseri umani e non colpisce il cervello umano.

Cosa fa il verme?

La storia del verme lancia è questa: una formica mangia alcune sanguisughe e una di esse si sacrifica (il verme muore nel processo) e migra nel cervello della formica, la infetta e sostanzialmente la rapisce. Centinaia di altre sanguisughe entrano nell’addome dell’insetto, dove si nascondono temporaneamente in una capsula che formano, proteggendola dall’acido dello stomaco delle formiche.

Il colpo di fortuna nel cervello viaggia verso il ganglio subesofageo della formica, parte del suo sistema nervoso centrale, facendo sì che l’insetto infetto si arrampichi sulla cima di un filo d’erba nel fresco dell’alba o del tramonto, chiuda le mascelle attorno al filo e rimanga lì . . (I ricercatori descrivono il comportamento della formica come un “cambiamento comportamentale radicale e reversibile.”) Quando bovini, pecore o cervi vengono a pascolare, mangiano le formiche insieme all’erba e i vermi si depositano nel fegato degli animali più grandi.

I vermi depongono lì le uova, che vengono poi escrete nelle feci dell’animale ospite. Le lumache a loro volta mangiano le feci e sono l’obiettivo finale della sanguisuga. Le larve fortunate si riproducono nelle lumache e si moltiplicano a migliaia. Alla fine, le lumache tossiscono una palla di melma che attira le formiche. Le formiche si nutrono della sostanza infestata dal guscio e il ciclo ricomincia.

“Quando un parassita cambia il comportamento del suo ospite, aumenta la possibilità di raggiungere l’ospite successivo nel ciclo di vita”, afferma Fredensborg. “Ciò è particolarmente comune quando un parassita ha bisogno che un ospite venga mangiato dall’ospite successivo. In natura, i parassiti influenzano sottilmente chi mangia cosa e quanto, ma ciò ha importanti implicazioni per il funzionamento degli ecosistemi. La grande domanda è come sono i parassiti in grado di controllare il comportamento dei loro ospiti.”».

Cosa c’è di speciale in questo studio?

Alcuni scienziati ipotizzano che il processo implichi la manipolazione di alcune sostanze chimiche nel cervello.

Fredensborg cita l’esempio del parassita Toxoplasma gondii, trovato nella carne poco cotta e nelle feci dei gatti. La ricerca suggerisce che potrebbe compromettere la funzione della dopamina e promuovere lo sviluppo della schizofrenia. La dopamina, prodotta nel cervello, è importante per molte funzioni del corpo – come il movimento – ed è collegata a molte malattie mentali e neurologiche. Tuttavia, Fredensborg sottolinea che il modo in cui operano questi parassiti è completamente diverso.

“I cambiamenti comportamentali in sé non sono paragonabili tra l’ospite del Toxoplasma e le formiche infettate dal trematode epatico, ma i meccanismi sottostanti sono comparabili”, afferma Fredensborg. “Entrambi si trovano nel cervello in una posizione capace di gestire un insieme specifico di comportamenti. Nel Toxoplasma sappiamo che è coinvolta la dopamina. Nel caso del fegato, non sappiamo ancora quali neuromodulatori siano coinvolti, ma la dopamina è uno dei principali sospettati perché innesca la ricerca di novità.” e il comportamento mordace.

Alla ricerca di modi per influenzare il comportamento delle formiche infette, Fredensborg e Gaske hanno setacciato le foreste di Bedstrup vicino a Roskilde, in Danimarca, e hanno etichettato le formiche per i loro studi: un compito non facile.

“Simon è diventato un vero maestro nel trovare ed etichettare le formiche infette nella foresta, ma all’inizio è stata decisamente una sfida mettere una goccia di colla e un pennarello sul dorso delle formiche senza che né l’etichetta né la formica si attaccassero. ” “Metti il ​​dito”, dice Fredensborg.

Gli scienziati hanno scoperto che la temperatura dell’aria ha avuto un ruolo. All’alba e al tramonto, quando fa fresco e la maggior parte degli animali preferisce pascolare, è più probabile che le formiche si attacchino alla punta di una foglia e vengano mangiate. Quando ha fatto più caldo, hanno lasciato andare e sono strisciati di nuovo giù. “Abbiamo scherzato dicendo che abbiamo trovato la chiave per le formiche zombi”, dice Fredensborg.

Perché i risultati contano

Secondo Fredensborg, il trematode epatico lanceolato non è l’unico verme che produce un comportamento attraente per i predatori. Microphallus papillorobustus migra nel cervello degli anfipodi – piccoli crostacei acquatici – e li spinge a cercare la luce e a salire sulla superficie dell’acqua, dove nuotano irrequieti, aggrappati alle piante – e vengono poi mangiati dalle anatre.

L’Euhaplorchis californiensis nidifica nel cervello dei killifish, provocando comportamenti irregolari e attirando gli aironi. La Fasciola hepatica è comune nella produzione animale, anche negli Stati Uniti, ma raramente si trova negli esseri umani, anche se può essere infettata attraverso il crescione o l’acqua potabile contaminata, afferma Fredensborg.

“Questa ricerca mostra che la selezione naturale ha messo a punto il subentro dell’ospite in modo che coincida con i modelli di attività dell’ospite successivo nel ciclo di vita del parassita”, afferma Robert Pullen, ecologo evoluzionista e professore di zoologia all’Università di Otago a Nuova Delhi. Zealand, che non è stata coinvolta nello studio. “Le temperature fredde spingono il parassita a prendere il controllo e fanno sì che le formiche si arrampichino su un pezzo di erba in un momento in cui è più probabile che l’animale al pascolo si nutra, mentre le temperature calde spingono il parassita ad affermare il controllo sulle formiche, che le formiche abbandono.” Le permette di riprendere il suo comportamento normale ed evitare il surriscaldamento.

Bolin, che anni fa supervisionò la tesi di dottorato di Fredensborg, descrisse le azioni del verme come una “manipolazione condizionata” controllata dalla temperatura esterna. “Non riesco a pensare a un altro esempio come questo, anche se potrebbe essere dovuto al fatto che non abbiamo osservato abbastanza da vicino”, afferma Bolin. “Chi ha detto che i parassiti sono creature semplici e degenerate? Sono incredibili.”

I risultati suggeriscono che l’ambiente può essere progettato per riportare le formiche alla normalità.

“L’avvio di un cambiamento radicale e reversibile nel comportamento, con la semplice rotazione di un interruttore, è forse unico per la sanguisuga del bisturi”, afferma Fredensborg. “Tuttavia, speriamo che questa capacità ci aiuti a descrivere come i parassiti modificano il comportamento dell’ospite confrontando la neurochimica da “on” a “off”” e stabilendo un collegamento tra l’infezione di un ospite, i cambiamenti nel suo cervello e ciò che gli accade che produce il seguente comportamento.

Attualmente stiamo testando le traduzioni automatiche. Questo articolo è stato tradotto automaticamente dall’inglese al tedesco.

Questo articolo è stato pubblicato per la prima volta in inglese il 19 novembre 2023 su “washingtonpost.com” è stato pubblicato nell’ambito della collaborazione ed è ora disponibile anche in traduzione per i lettori dei portali IPPEN.MEDIA.