Тауана Кунья, постдокторант Музея Филда в Чикаго и ее коллеги взяли образцы ДНК от двух видов волосаток — одного пресноводного и одного живущего в соленой воде — и прочитали их. Они ожидали найти около 20 тысяч генов у каждого вида, но обнаружили только около 14 тысяч.
Это самый большой пример потери генов в животном царстве. Это было очень неожиданно. Мы подумали: «Что происходит? Мы что-то пропустили? Это ошибка?»
— Тауана Кунья.
Оказалось, что это не ошибка — у волосаток действительно отсутствуют тысячи генов, которые есть у всех других животных. И эти гены неслучайны — они связаны с одной из самых фундаментальных особенностей животных: наличием ресничек. Все животные имеют реснички — микроскопические волоски, которые покрывают поверхность некоторых клеток. Они могут двигаться и выполнять разные функции: перемещать клетку или жидкость по ее поверхности, фильтровать пищу или частицы из окружающей среды, служить органами чувств для обнаружения света, звука или химических сигналов. Реснички есть у всех известных животных — от губок до человека.
Они появились очень рано в эволюции животных и считаются одним из признаков, определяющих это царство. Но зомбирующие черви-паразиты — единственная группа животных, которая не имеет ресничек. Реснички — важный элемент жизнедеятельности животных. Они помогают им перемещаться, питаться, дышать, чувствовать и общаться. Но у волосаток ресничек нет. Это означает, что они потеряли их в процессе эволюции, а также гены, которые отвечают за их образование.
Почему волосатки потеряли так много генов? Ученые предполагают, что это связано с их паразитическим образом жизни. Волосатки не нуждаются в многих функциях, которые выполняют реснички и другие гены, так как они полностью зависят от своих хозяев. Они также избегают иммунной системы хозяев, используя свои способности к контролю ума.
Они настолько хорошо адаптировались к своим хозяевам, что им не нужно быть сложными
— Тауана Кунья.
Результаты исследования не только раскрывают тайны волосаток, но и помогают понять эволюцию животных в целом. Волосатки являются одним из самых древних видов животных, которые появились около 500 миллионов лет назад. Они могут служить моделью для изучения того, как животные становились все более сложными и разнообразными с течением времени.
Волосатки показывают нам, что эволюция может идти в разных направлениях: от простого к сложному или от сложного к простому
— Тауана Кунья.
Волосатки не являются единственными паразитами, которые умеют контролировать разум своих хозяев. Существуют и другие примеры паразитов, которые могут изменять поведение или физиологию своих жертв, чтобы обеспечить свое выживание и размножение. Некоторые из них даже способны проникать в мозг своих хозяев и воздействовать на их нервную систему.
Например, Toxoplasma gondii — одноклеточный протозой, который может заражать почти любое теплокровное животное, но только в кошках он может размножаться половым путем. Этот паразит может вызывать токсоплазмоз — заболевание, которое может приводить к различным неврологическим и поведенческим изменениям у зараженных животных. Например, он может заставлять крыс и мышей потерять страх перед кошками, что увеличивает шансы паразита вернуться в своего конечного хозяина. У людей токсоплазмоз может быть бессимптомным или вызывать легкие гриппоподобные симптомы, но в редких случаях он может приводить к серьезным осложнениям, таким как повреждение мозга, глаз или других органов. Некоторые исследования также связывают токсоплазмоз с риском развития шизофрении, биполярного расстройства, суицида и агрессии.
Другой пример — Trypanosoma — род кинетопластидных протозойных паразитов, которые вызывают трипаносомозы — заболевания, такие как африканская сонная болезнь и чагасова болезнь. Эти паразиты передаются через укусы насекомых-переносчиков. Они могут проникать в кровь, лимфу и мозг своих хозяев и вызывать различные симптомы, включая лихорадку, анемию, отеки, увеличение печени и селезенки, сердечную недостаточность и неврологические нарушения. Trypanosoma меняют структуру и функцию клеток мозга своих хозяев (паразиты кажется имеют особое предпочтение к гипоталамусу, который регулирует наше настроение и циклы сна/бодрствования) и хозяева начинают чувствовать и вести себя странно.