Солёные болота — дом для крошечных ракообразных, называемых амфиподами. Их серо-коричневая окраска помогает им сливаться с окружающей средой, и большую часть времени они прячутся под растениями. Но когда амфиподы заражаются трематодой, паразитическим плоским червём, они становятся ярко-оранжевыми и перестают убегать в укрытие при опасности. Странное поведение привлекает хищников, а затем заинтересовало учёных.
Биологи из Университета Брауна изучают амфипод примерно десять лет. Проект начался как учебный практикум для студентов. Со временем, благодаря достижениям в области молекулярной генетики, вычислительных инструментов и биомедицинских технологий, преподаватели и учащиеся сделали неожиданные открытия о взаимоотношениях между амфиподами и паразитическими червями.
В итоге в журнале Molecular Ecology исследователи дали подробный анализ молекулярных механизмов, которые позволяют паразитам манипулировать своими хозяевами, и объясняют, что происходит с биологией амфипод, которая заставляет её реагировать на трематод определённым образом.
Характеристика молекулярных механизмов манипулирования важна для понимания совместной эволюции хозяина и паразита
— Дэвид Рэнд, профессор естественной истории и заведующий кафедрой экологии, эволюции и биологии организмов Университета Брауна.
Взаимодействие червя-трематоды с амфиподами имеет эволюционный смысл, сказал Рэнд. Эти паразиты манипулируют хозяевами так, чтобы размножаться. Трематоды — пример «благоразумных паразитов», которые не убивают своих хозяев сразу, давая себе время для размножения или перехода к другому хозяину.
Превращение в животных-зомби не является чем-то неслыханным в мире природы. Однако, по словам Рэнда, меньше известно о точных способах, которыми паразитические черви были способны влиять на поведение рачков.
Учёные использовали секвенирование РНК для выявления генов, функция которых соответствует трём большим изменениям у заражённого хозяина. Они обнаружили, что заражение трематодами приводит к активации генов у амфипод, связанных с окраской и обнаружением внешних раздражителей, а также подавляют гены, участвующие в иммунных реакциях. В итоге заражённые амфиподы становятся лёгкой добычей для хищников, и паразиты проникают в новый, более крупный и полезный для них организм.
В статье исследователи пришли к выводу, что геномные инструменты дают новые возможности выяснить, как паразиты способны изменять разнообразные молекулярные пути, и в итоге — на поведение заражённых ими хозяев.
Актуальность выводов выходит далеко за пределы солёных болот, сказал Рэнд, особенно если рассматривать их в контексте заболеваемости людей. Проглоченные людьми трематоды могут вызывать у них серьёзные болезни, но не оказывают такого же эффекта зомби, как у изученных рачков. Система заражения амфипод ближе к принципу распространения малярии, отметил Рэнд, где паразит-плазмодий переносится комаром, который служит промежуточным хозяином. Исследования доказали, что комары, переносящие малярию, активнее стремятся к людям, чем прочие зудящие кровососы.
Профессор Рэнд пояснил, что это может быть примером того, как паразит манипулирует промежуточным хозяином, чтобы обеспечить передачу инфекции между. Другой подходящий пример — вирус бешенства: оно лишает заражённых людей рассудка, и больные кусают других. Так что изучение молекулярных механизмов «хозяин-паразит» может иметь важные последствия для борьбы с патогенами в целом и у людей, добавил учёный.
