Zombie tehnikad eluslooduses
Kui mõned inimesed hirmutavad tele- ja vandenõuteooriate kaudu zombisid ja teised nimetavad emast loodet poolnaljatades parasiidiks, kes temaga manipuleerib, siis tõelised manipulaatorparasiidid allutavad edukalt oma peremehi, muutes nad zombideks. Ja need skeemid on töötanud kümneid miljoneid aastaid ja mitte mingid armetud kümned sajandid, samas kui Homo Sapiensi ajalooline periood kestab. Teised bioloogilised "zombid" - "kõndivad surnud" - varitsesid evolutsioonipuu okstel ja isegi meie rakkude sees. Teised käivad tänavatel ja arvavad, et kõik ümberringi on juba surnud, mis tähendab, et on võimalik kuritegusid toime panna, sest nad ei hooli enam sellest. Mida siis teadlased zombideks kutsuvad ja kust neid leida? Mõelgem välja.
Zombie mikroskoobi all
Alustame sellest, et mitte ainult kogu organism, vaid ka üksikud rakud saab surnutest üles tõusta ja oma tahtmise järgi painduda. Mycobacterium tuberculosis teab väga hästi, kuidas seda teha. See tuberkuloosi põhjustav bakter paljuneb inimkeha rakkude sees. See asetub ka makrofaagide sisse - immuunrakud, mis söövad ohtlikke "autsaidereid". Pärast nakatumist muutub makrofaagide membraan lekkima, mis tähendab raku jaoks peaaegu alati kindlat surma. Kuid mükobakterid ei taha oma "inkubaatoreid" nii lihtsalt kaotada, mistõttu nad ei lase juba praktiliselt surnud rakkudel lõpuni surra, muutes need zombitehasteks, mis suudavad toota uusi tuberkuloosi batsille ja peita end antibakteriaalse ravi eest.
Kui kahandate veelgi ja vaatate veelgi sügavamale, võib zombisid leida meist kõigist. Pealegi ei oleks me ilma nendeta sündinud. Vähemalt nii arvavad teadusajakirjas Frontiers in Cell and Developmental Biology avaldatud hüpoteesi "zombie centrioles" autorid. Tsentriool on üheksa mikrotuubulite kolmikut (kolmikut). Centrioolid "orkestreerivad" rakkude jagunemist, moodustades jagunemise spindli, mis tõmbab kromosoomid (või nende pooled, olenevalt jagunemise tüübist) raku poolustele. On kindlaks tehtud, et enamikul loomadel on sugulisel paljunemisel tsentrioolid päritud isalt, kuid inimestel ja teistel imetajatel, aga ka putukatel, on sperma tsentrioolid modifitseeritud (või puuduvad üldse). Kust tulevad siis viljastatud munaraku kaks tsentriooli? Näiteks putukate spermatosoidides on ainult üks tsentriool. Inimestel pole midagi üldse selget: tundub, et mõned teadlased täheldasid viljastatud munarakus tavalise kahe asemel koguni kolme ja hiirel ei näinud tsentrioole üldse enne, kui rakk jagunes 32-ks või 64-ks.
Vastus on artikli autorite sõnul lihtne: seemnerakus on kaks tsentriooli, kuid üks neist on modifitseeritud, lagunenud. "Surnud" tsentriool võib aga jagada ja toimida ilma normaalkujule taastamata. "Tänu sellele, et nad on samaaegselt degradeerunud (" surnud ") ja funktsionaalsed (" elusad "), kutsusime neid zombie centrioles," kirjutavad töö autorid. Kui tsentrioolid väetatakse sügootiks, võib see zombisentriool moodustada tütrele normaalse tsentriooli, seega on kolm tsentriooli.
Veel kummalisem asi kui zombisentrioolid (kuid kindlasti eksisteerivad ka tegelikkuses) on zombist oravad. Inglismaa, Austraalia ja Norra teadlased kirjutasid nende kohta terve ülevaate ja kurtsid, et kolleegid ei poolda pehmelt öeldes ensümaatilist aktiivsust puuduvaid zombivalke.
Reklaamvideo:
Ja täiesti asjata: neid on kõigis elavate kuningriikides ja nad hõivavad 10-15% genoomist. Kui neid poleks vaja, puhastaks looduslik valik neid aeglaselt (see on ka rõõm - raiskame energiat kasutu rämpsu sünteesimisele), kuid seda ei juhtu. Ja kui hakkame mõistma, et isegi mittekodeeriv "rämps" DNA ei asu genoomis lihtsalt põhjusel, siis peaksid kodeerivad geenid, millest mittefunktsionaalseid valke toodetakse, kindlasti mõistlik olema. Sellised “zombid” võivad mõjutada nende töötavat prototüüpi, muuta selle aktiivsust, kinnitada selle raku õigesse kohta - see tähendab, et pärast selle “funktsionaalset surma” elada täielikult elu.
Ja zombie istub okstel
Aga taimed? Me ei lähe neist oma loos vääramatult mööda. Pealegi võivad neist saada ka zombisid. Fütoplasma bakterite tõttu kasvatavad zombitaimed lillede asemel okstel lehti. Nad ei saa enam paljuneda ja muutuvad nagu tuberkullibatsillide poolt koloniseeritud makrofaagid bakterite tootmise tehasteks.
Üherakulised taimed teevad taimedest nõrga tahte orjad SAP54 valgu abil, mis suhtleb MADS-i domeeni valkudega (ei, nad ei vastuta hullumeelsuse, vaid lille tekke eest). Evolutsiooni käigus õppis bakterivalk SAP54 sarnanema K-domeeni valguga, mis tavaliselt suhtleb MADS-iga - ja seetõttu häkkis taime kontrollimiseks juurdepääsu süsteemi.
Kuid mitte ainult taimede oksad ei saa "zombideks". Teadlased võivad seda nimetada ka evolutsioonipuu oksteks. Imetajate arengu mudeli ümber pärast kriidiaegse paleogeeni väljasuremist on palju poleemikat, mis hävitas dinosaurused ning paljud teised loomad ja taimed. Nendest sündmustest on kaks versiooni. Esimese „pika kaitsmega lõhkeainemudeliga“mudeli „lõhkeaine“järgi erinesid eri liikide esivanemad kõigepealt imetajate klassis ja seejärel ilmusid igas järjekorras olevad liigid. Lühikese kaitsmega lõhkeaine mudel eeldab, et need sündmused toimusid peaaegu samaaegselt. Hiljuti pakuti välja “pehme paugu” mudel, mille järgi tekkisid kriidiajal mõned jooned ja pärast väljasuremist toimus peamine “plahvatus”.
Viimase mudeli probleemid ja nõrkused paljastavad evolutsioonipuul tekkinud kummituste oksad ja zombieoksad. Esimesed ilmuvad seetõttu, et fossiilide arv on puudulik: esivanemaid ei leitud ja järeltulijad olid paigas. Viimased on problemaatilisemad, kuna need tekivad enne, kui molekulaarsed andmed ennustasid nende esivanemate rühmade lahknemist.
Artikli Molecular Phylogenetic and Evolution autorid analüüsivad kõiki kolme mudelit ja väidavad, et "pika sulavkaabli" kasuks räägitakse, näidates, et jagunemine tellimustasandil algas tõenäoliselt kriidiajastul. See kontseptsioon võimaldab teil võita zombie oksad ja täpsustada imetajate evolutsioonipuud.
Terroristlikud ussid vähkide ja sipelgate sees
Evolutsiooni käigus on parasiidid omandanud ulatusliku zombitehnoloogiate komplekti. Siin kasutatakse kõiki vahendeid: manipuleerimist, usku enda meelte signaalide võltsingusse, immuunsusega sõdu ja võltsitud hormoone.
"Neuroparasitoloogia on ulme äärel olev teadus," kirjutab Michael Dickinson, Washingtoni ülikooli ajakirja The Journal of Experimental Biology kaastoimetaja. See fraas on maitsestatud õuduse ja imetluse seguga: alates kellegi teise immuunsüsteemile suunatud taotlusest "ära söö mind, ma olen sulle ikkagi kasulik", kuni salakavalate manipuleerimiseni ja omanike zombistamiseni - üks samm. Ja selle saate läbida sepistades molekule, mida peremeesrakud suhtlevad.
Mõnikord tundub, et sellel pole eriti mõtet. On gammarus-koorikloomi, mis kuuluvad amfipoodide klassi (neid kutsutakse nii, kuna nad ujuvad sõna otseses mõttes külili). Kuid kui parasiidid ründavad neid, kaotavad koorikloomad enda üle kontrolli ja hakkavad liikuma nagu kõik teised koorikloomad ning isegi ujuvad valguse kätte, selle asemel, et selle eest peituda.
Gammarus koorikloom. Julie / Flickriga
Seetõttu söövad neid suurema tõenäosusega kalad, millesse parasiit peab sattuma. Teadlased suutsid mõjutada gammaruse liikumist serotoniiniga ja näitasid, et parasiidid mõjutavad kõige tõenäolisemalt immuunvastust, mis põhjustab koorikloomade närvisüsteemi põletikku. Selle tulemusel on häiritud neurotransmitteri serotoniini - vahendusmolekuli - töö, mis edastab signaale närvirakkude vahel, aga ka närvi- ja teiste rakkude vahel. Koorikloom ei võta korrektselt visuaalseid ja lõhna signaale ning ujub oma surma poole.
Juhtub, et parasiidid peavad veetma "lapsepõlve" ühes organismis, "noorukieas" teises ja kasvama kolmandas. Nii läbib oma elu lestane uss, lansolaadine lest Dicrocoelium dendriticum.
Selle munad peaksid lebama mullas, tulevased kärbsed saadetakse teo sees olevasse "lasteaeda". Järgmises etapis ujuvad nad mõnda aega vabalt sabaga cercariae vastsete kujul, seejärel neelab neid sipelgas, mille järel neist saavad metacercariae.
Kuid mitte kõik tserkaariad ei lähe läbi sipelgate "koolist": üks neist on määratud surema, et ülejäänud saaksid kasvada. See roomab sipelga subofarüngeaalsesse ganglioni, putukate aju prototüübi alumisse poolde. Seal asetub tserkaaria mugavamalt, ümbritsedes end õhukese kestaga, ja istub “juhtpaneeli” juurde. Nüüdsest töötab sipelgas päeval nagu kõik tema vennad, kuid öösel saab sellest tahtejõuetu zombie. See lahkub sipelgapesast, ronib rohulibledele, haarab selle hammastega ja ootab, kuni imetaja selle alla neelab: zombisipelgas on vaid ussidest kaaperdatud kuuejalgne transport, et saavutada oma hinnaline eesmärk, milleks saab lamba või lehma maks või sapijuhad. Seal ussid arenevad ja võivad paljuneda kuni kümneid tuhandeid isendeid.
Arengutsükkel / Dicrocoelium dendriticum Wikimedia Commons
Teised parasiidid, juukseussid saadavad rohutirtsud ja prussakad kindlasse surma, sundides neid vette hüppama, kus parasiidi järgmine peremees kala peab putukaid sööma.
Kassid ja hiired ning kurjuse lilled kosmoselaeval
Aga kui sipelga või kooriklooma zombiseerimine pole nii keeruline, siis on suure ja keerulise selgroogse aju "häkkimine" kõige arenenumate "häkkerite" ülesanne. Seetõttu on kõige kuulsam ja isegi kanooniline zombiseerimise näide muidugi toksoplasmoos. Seda haigust põhjustab kõige lihtsam Toxoplasma gondii. Toksoplasma koosneb erinevalt usside vastsetest ainult ühest rakust, kuid võib alistada triljoneid võõraid.
Toksoplasma marsruudi lõppsihtkoht, nende lubatud maa, on kass. Kohe võivad salakavalad üherakulised parasiidid sinna harva sattuda, nii et enamasti jääb tee Toxoplasma paradiisi läbi surma. Tõsi, mitte oma: kassi juurde pääsemiseks kasutavad nad väiksemaid sõidukeid - rotte, hiiri või linde.
Nendel loomadel läbib Toxoplasma mitmesuguseid transformatsioone. Ajus olles toodavad nad türosiinhüdroksülaasi - valku, mis reguleerib hormooni dopamiini sünteesi kiirust. See hormoon, mis on seotud naudingu ja usaldusega, on motivatsiooni ja tasustamise süsteemi peamine lüli. Olles alistunud õnnelubadusele, muutub see sisemine porgand igasuguse motivatsiooniga õngeridal närilisteks või lindudeks kartmatuks ja hakkavad ise otsima kohtumisi koheva metsalise küüniste käppadega.
Türosiinhüdroksülaasi molekulid näevad välja nagu kahjutud lilled, kuid Toxoplasma käes muutuvad need kurjuse lilledeks ja seda mitte Baudelaire'i, vaid kõige otsesemas mõttes
Kuid ka kõige ilusamad mehhanismid võivad ebaõnnestuda. Kujutage ette, et näiteks paradiisisaarele, kus teid ootab rahulik elu, pääsemiseks peate varastama auto või helikopteri. Kuid siis juhtub ootamatu: teie järgmine sõdur satub ekslikult kosmoselaevasse. Olete õppinud autosid ja lennukeid kaaperdama, teate, kuidas neid juhtida, varjuda valvurite - immuunsüsteemi - eest ja paljuneda, asustades erinevaid kudesid, olete oma ohvreid vastassugupoole jaoks atraktiivsemaks muutnud, ähvardate isegi Havai hanede populatsioone, "kaaperdades" varemgi Neist 48%. Kuid te pole õppinud kosmosesõidukite juhtimist. Üldiselt lendab teie laev Marsile autopiloodil. Praegu pole mitte ainult paradiisisaart, vaid ka skafandrit pole kaasas. Muidugi on kosmoselaeval sees sarnased nööbidmida olete harjunud klõpsama - kuid mõnikord töötavad need hoopis teistmoodi.
Lisaks võib ohvri immuunsüsteem mõjutada ka närvisüsteemi (näiteks põletiku kaudu, nagu samas gammas) ja muuta oma käitumist - ja mitte alati selles suunas, kus toksoplasma on kasulik.
Inimeste zombiseerimine: hiirearmastuse ja apokalüpsise kaja New Yorgis
Tõenäoliselt tunneks Toksoplasma just seda, kui ta saaks oma nakatumist hinnata oma eduvõimalusi. Kass tõenäoliselt ei söö seda ja ta reageerib toksoplasma stiimulitele omal moel. Näiteks on tal suurenenud skisofreenia või suurenenud selle avaldumise oht. Samuti näitavad nakatunud inimeste uuringud, et toksoplasma ohvrid muutuvad ohu korral aeglasemaks ja passiivsemaks, nõrgeneb enesealalhoiuinstinkt ja kuigi üldiselt on patsiendid ärrituvamad, ei taha nad millegi eest võidelda. Hirmutavates olukordades - pimedas metsas, öösel tühjas majas - jäävad nad rahulikuks.
Inimestel võivad olla ka dramaatilised muutused kahtlustuse ja seltskondlikkuse tasemes. Naised muutuvad sõbralikumaks ja altruistlikumaks, samas kui mehed, vastupidi, ei taha midagi jagada. Nakatunute kahtlust ei mõjuta mitte ainult sugu, vaid ka elukoht: linnamehed ja külanaised muutuvad Toxoplasma tõttu usalduslikumaks, külamehed ja linnanaised aga otsivad vastupidi kõigest püüki.
Taas näeme parasiidi "dopamiini" käekirja, tuletades meelde, et see hormoon mõjutab isaseid ja emaseid imetajaid erinevalt. Katsed preeriaheinaga, armastuse ja truuduse mudelitega näriliste maailmas on näidanud, et dopamiini pole vaja mitte ainult hingesugulase külge kinnitumiseks, vaid ka agressiooniks võõraste suhtes. Sellised mõjud võivad mehi ja naisi mõjutada erineval viisil: ühed peavad territooriumi kaitsma, teised peavad kiinduma ja olema sõbralikud. Võib-olla on see vastus tunda ka toksoplasmaga nakatunud meeste ja naiste erinevuses - kuigi loomulikult pole inimesed hiired ja toksoplasma liides pole nii mugav.
Kuid toksoplasmad ei õpi oma vigadest ja tungivad jätkuvalt kosmoselaevadesse: piirkondades, kus kanalisatsioon pole eriti populaarne ja toidusse satub palju toorest liha, moodustavad enam kui pooled inimesed toksoplasma vastaseid antikehi. See tähendab, et nad on haiged või vähemalt varem nende parasiitidega kohtunud. Seda nakkust antibiootikumidega ravida pole lihtne: kusagil elab kuskil parasiidi uinunud vorm - tsüst, mis on alati taas paljunemiseks valmis. Ja jällegi pole mees enam päris tema, vaid Toxoplasma kosmoselaev, mis on seestpoolt juhitav ja püüdleb kättesaamatu kassi sees.
Kuid zombide apokalüpsise jaoks on ka teisi stsenaariume. Taimed ei saa olla ainult ohvrid, sest neilt saadud ravimid võivad inimesi uimastada. Lugu sellest, kuidas keemikud kannabinoidiretseptoreid (mis reageerivad mitte ainult narkootilistele kannabinoididele, vaid ka paljudele keha sisemistele neurotransmitteritele) uurides provotseerisid New Yorgi tänavatel kogemata "zombisid", ei ole apokalüpsist rääkiva filmi süžee, vaid tegeliku teema teadusartikkel, mis avaldati 2017. aasta jaanuaris ajakirjas The New England Journal of Medicine.
Eelmise aasta 12. juulil saadeti kiirreageerimisüksused, et leida ja tabada õelaid inimesi, kes käituvad täpselt nagu zombid. New Yorgis Brooklynis leiti tühjade ja arusaamatute silmadega tänavatel mehaaniliselt hulkumas kokku 33 inimest. Inimesed liigutasid aeglaselt nagu somnambulistid käsi ja urisesid nagu tõelised zombid. Kaheksal äsja vermitud "zombil" tehti uriini ja vereanalüüs. Pärast 17 päeva kestnud uurimist suutsid teadlased tuvastada, et süüdlane oli hiljuti narkootikumide otsimiseks sünteesitud kannabinoid, mille inimesed ostsid taimse ravimi AK-47 24 Karat Gold varjus, mis mõjutas esimest tüüpi kannabinoidiretseptoreid.
Loe jätkamist siit.
Jekaterina Mištšenko
