Эволюция вспять: Где и почему зомбирующие черви-паразиты растеряли часть генов

Волосатки, или нематоморфы — черви, похожие на тонкие нити, длиной в несколько сантиметров. Они живут внутри тел других животных и заставляют их делать то, что им не свойственно. Например, волосатки заставляют насекомых, в которых развиваются, бросаться в воду, чтобы черви могли выйти из их тел и спариться. Это явление иногда называют «контролем ума» или «зомбированием». Но это не единственная странность, которую обнаружили ученые из США и Канады в новом исследовании, опубликованном в журнале Current Biology. Оказалось, что у волосаток отсутствуют около 30% генов, которые ожидались у них найти.


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.




— 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.


— 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.


 — 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.