Zombie teknikker i dyrelivet
Mens noen skremmer med zombier gjennom TV- og konspirasjonsteorier, og andre kaller fosteret i magen halvspøk for en parasitt som manipulerer henne, underkaster ekte manipulatorparasitter sine mestere og gjør dem til zombier. Og disse ordningene har virket i flere titalls millioner år, og ikke noen elendige titalls århundrer, mens den historiske perioden Homo Sapiens varer. Andre biologiske "zombier" - "de vandrende døde" - lurte på grenene til det evolusjonære treet og til og med inne i cellene våre. Atter andre går i gatene og tror at alle rundt er allerede døde, noe som betyr at du kan begå forbrytelser, fordi de ikke bryr seg lenger. Så hvem kaller forskere zombier og hvor finner man dem? La oss finne ut av det.
Zombie under mikroskopet
La oss starte med det faktum at ikke bare hele organismen, men også individuelle celler kan få seg til å reise seg fra de døde og bøye seg til ens vilje. Mycobacterium tuberculosis vet veldig godt hvordan man gjør dette. Denne bakterien, som forårsaker tuberkulose, formerer seg inne i cellene i menneskekroppen. Det legger seg også i makrofager - immunceller som spiser farlige "utenforstående". Etter infeksjon blir makrofagmembranen lekk, noe som nesten alltid betyr sikker død for en celle. Men mykobakterier vil ikke miste "inkubatorene" sine så lett, så de lar ikke allerede døde celler dø til slutt, og gjør dem til zombiefabrikker som kan produsere nye tuberkelbasiller og gjemme seg fra antibakteriell terapi.
Krymper du lenger og ser enda dypere, kan du finne zombier i oss alle. Dessuten kunne vi ikke blitt født uten dem. I det minste mener det forfatterne av "zombie centrioles" -hypotesen, publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Frontiers in Cell and Developmental Biology. Sentriolen er ni tripletter (tripletter) av mikrotubuli. Sentrioler "orkestrerer" celledeling, og danner en divisjonsspindel, som trekker kromosomer (eller deres halvdeler, avhengig av type deling) til cellens poler. Det er fastslått at sentrioler er arvet fra faren i de fleste dyr, under seksuell reproduksjon, men hos mennesker og andre pattedyr, så vel som insekter, endres sentrioler i sædceller (eller fraværende helt). Hvor kommer de to sentriolene i et befruktet egg fra? I insektens sæd er det for eksempel bare en sentriole. Hos mennesker er ingenting klart i det hele tatt: det virker som om noen forskere observerte i et befruktet egg så mange som tre i stedet for de normale to, og i en mus ble det ikke sett sentrioler i det hele tatt før cellen deler seg i 32 eller 64.
Ledetråden, ifølge forfatterne av artikkelen, er enkel: det er to sentrioler i sædcellen, men en av dem er modifisert, nedbrutt. Imidlertid kan den "døde" sentriolen dele seg og fungere uten å bli gjenopprettet til normal form. "På grunn av at de samtidig blir nedbrutt (" døde ") og funksjonelle (" levende "), kalte vi dem zombiesentrioler," skriver forfatterne av verket. Når sentrioler blir befruktet til en zygote, kan denne zombiesentriolen danne en datter normal sentriole, så det er tre sentrioler.
En enda merkeligere ting enn zombiesentrioler (men absolutt eksisterende i virkeligheten) er zombieekorn. Forskere fra England, Australia og Norge skrev en hel anmeldelse om dem og klaget over at "zombieproteinene" blottet for enzymatisk aktivitet, for å si det mildt, ikke favoriseres av sine kolleger.
Kampanjevideo:
Og helt forgjeves: de er til stede i alle de levende riker og okkuperer 10-15% av genomet. Hvis det ikke var behov for dem, ville naturlig utvalg sakte rydde opp i dem (det er også en glede å kaste bort energi på å syntetisere ubrukelig søppel), men dette skjer ikke. Og hvis vi begynner å forstå at selv ikke-kodende, "søppel" -DNA faktisk ikke bare tar plass i genomet av en grunn, så burde kodingsgenene som selv ikke-funksjonelle proteiner produseres helt sikkert gi mening. Slike "zombier" kan påvirke deres fungerende prototype, bytte aktivitet, feste den til riktig sted i cellen - det vil si føre et helt liv etter sin "funksjonelle død".
Og zombien sitter på grenene
Hva med planter? Vi kommer ikke til å fortjene dem ufortjent i historien vår. Videre kan de også bli zombier. På grunn av fytoplasmabakterier dyrker zombieplanter blader på kvister i stedet for blomster. De kan ikke lenger formere seg, og som makrofager kolonisert av tuberkelbasiller, bli fabrikker for produksjon av bakterier.
Encellede planter gjør planter til slavevillige slaver ved hjelp av SAP54-proteinet, som samhandler med proteinene i MADS-domenet (nei, de er ikke ansvarlige for galskap, men for dannelsen av en blomst). I løpet av evolusjonen lærte bakterieproteinet SAP54 å ligne K-domene-proteinet, som normalt samhandler med MADS - og dermed hacket systemet for tilgang til plantekontroll.
Men ikke bare plantegrener kan bli "zombier". Forskere kan også kalle grenene til det evolusjonære treet det. Mye kontroverser pågår rundt modellen for pattedyrsutvikling etter kritt-paleogen-utryddelsen, som ødela dinosaurer og mange andre dyr og planter. Det er to versjoner av disse hendelsene. I følge den første "eksplosive" modellen med den "lange sikringseksplosive modellen" divergerte forfedrene til forskjellige ordener seg først innen pattedyrklassen, og deretter dukket artene opp i hver orden. Den korte sikringseksplosive modellen antar at disse hendelsene skjedde nesten samtidig. Nylig har det blitt foreslått en "soft bang" -modell, ifølge hvilken noen linjer oppsto i krittiden, og etter utryddelsen skjedde den viktigste "eksplosjonen".
Problemene og svakhetene til den sistnevnte modellen avslører spøkelsesgrener og zombiegrener som har oppstått på evolusjonstreet. De første dukker opp på grunn av det faktum at fossilregisteret er ufullstendig: ingen forfedre ble funnet, og etterkommerne var på plass. Sistnevnte er mer problematiske fordi de oppstår før molekylære data forutsa divergensen til deres forfedre grupper.
Forfatterne av Molecular Phylogenetic and Evolution-artikkelen analyserer alle tre modellene og argumenterer for en "lang sikringsledning", som viser at splittelse på ordrenivå mest sannsynlig begynte i kritt. Dette konseptet lar oss beseire zombiegrenene og foredle det evolusjonære treet til pattedyr.
Terrororm i kreps og maur
I løpet av evolusjonen har parasitter skaffet seg et omfattende sett med zombieteknologier. Alle midler brukes her: manipulasjon, tro på falske signaler fra ens sanseorganer, kriger med immunitet og forfalskede hormoner.
"Neuroparasitology er en vitenskap på randen av science fiction," skriver Michael Dickinson, medredaktør av The Journal of Experimental Biology, ved University of Washington. Denne setningen er krydret med en blanding av skrekk og beundring: fra forespørselen "ikke spis meg, jeg vil fremdeles være nyttig for deg", rettet mot andres immunsystem, til snikende manipulasjon og zombifisering av eierne - ett trinn. Og du kan gå gjennom det ved å smi molekyler som brukes til å kommunisere av vertscellene.
Noen ganger ser det ikke ut til å gi særlig mening. Det er gammarus krepsdyr, som tilhører amfipodene (de kalles det fordi de bokstavelig talt svømmer sidelengs). Men når de blir angrepet av parasitter, mister krepsdyrene kontrollen over seg selv og begynner å bevege seg som alle andre krepsdyr, og til og med svømme til lyset, i stedet for å gjemme seg for det.
Gammarus krepsdyr. WithJulie / Flickr
Som et resultat er det mer sannsynlig at de blir spist av fisk, som parasitten trenger å komme inn i. Forskere var i stand til å påvirke gammarus bevegelse med serotonin og viste at parasittene mest sannsynlig påvirker immunresponsen, noe som får nervesystemet i krepsdyr til å bli betent. Som et resultat blir arbeidet til nevrotransmitteren serotonin, et mellomliggende molekyl som overfører signaler mellom nerveceller, så vel som mellom nerve og andre celler, forstyrret. Krepsdyret mottar ikke visuelle og luktesignaler riktig og svømmer mot sin død.
Det hender at parasitter må tilbringe "barndom" i en organisme, "ungdomsår" i en annen, og vokse opp i en tredje. Slik går flukeormen, den lansettformede fluken Dicrocoelium dendriticum, gjennom livet.
Eggene skal ligge i jorden, fremtidige fluk blir sendt til "barnehagen" inne i sneglen. På neste trinn svømmer de gratis en stund i form av cercariae larver med haler, så blir de svelget av en maur, hvorpå de blir metacercariae.
Men ikke alle cercariae vil gå gjennom mauren "skolen": en av dem er bestemt til å dø for å la resten vokse opp. Den kryper inn i den subopharyngeal ganglion av en maur, den nedre halvdelen av hjerneprototypen som insekter har. Der legger cercaria seg mer komfortabelt og omgir seg med et tynt skall, og setter seg ned på "kontrollpanelet". Fra nå av fungerer mauren om dagen, som alle brødrene, men om natten blir den til en svakvillig zombie. Den forlater maurtue, klatrer opp på et gressklipp, griper den med tennene og venter til den blir svelget av et pattedyr: en zombiemaur er bare en seksbent transport kapret av ormer for å oppnå sitt verdsatte mål, som blir leveren eller gallegangene til en sau eller ku. Der vil ormene trives og kan formere seg opp til titusenvis av individer.
Utviklingssyklus / Dicrocoelium dendriticum Wikimedia Commons
Andre parasitter, hårormer, sender gresshopper og kakerlakker til en viss død, og tvinger dem til å hoppe i vannet, der fisken, den neste verten av parasitten, må spise insektene.
Katter og mus og onde blomster på et romskip
Men hvis det ikke er så vanskelig å zombiere en maur eller et krepsdyr, er det å "hacke" hjernen til et stort og komplekst virveldyr en oppgave for de mest avanserte "hackerne". Derfor er det mest berømte og til og med kanoniske eksemplet på zombifisering selvfølgelig toksoplasmose. Denne sykdommen er forårsaket av den protozoan Toxoplasma gondii. Toxoplasma, i motsetning til larver av ormer, består bare av en celle, men kan underkaste billioner av fremmede.
Den ultimate destinasjonen til Toxoplasma-ruten, deres lovede land, er katten. Umiddelbart kan lumske encellede parasitter sjelden komme inn i det, så ofte ligger veien til Toxoplasma-paradiset gjennom døden. Det er sant, ikke sitt eget: for å komme til katten bruker de mindre kjøretøy - rotter, mus eller fugler.
Hos disse dyrene gjennomgår Toxoplasma forskjellige transformasjoner. En gang i hjernen produserer de tyrosinhydroksylase, et protein som regulerer hastigheten hvormed hormonet dopamin syntetiseres. Dette hormonet, assosiert med glede og tillit, er en viktig ledd i motivasjons- og belønningssystemet. Etter å ha undergitt seg løftet om lykke, blir den indre gulroten på en fiskestang av enhver motivasjon gnagere eller fugler fryktløse og begynner å lete etter møter med et fluffete dyrs klør.
Tyrosinhydroksylasemolekyler ser ut som ufarlige blomster, men i hendene på Toxoplasma blir de til onde blomster, og ikke i Baudelaire-forstand, men i sanneste forstand / Gla086 / Wikimedia Commons
Men selv de vakreste mekanismene kan mislykkes. Tenk deg at du må stjele en bil eller et helikopter for å komme til for eksempel en paradisøy, der et rolig liv venter på deg. Men så skjer det uventede: din neste trooper ved en feiltakelse havner i et romskip. Du har lært å kapre biler og fly, du vet hvordan du skal styre dem, skjule deg for vakter - immunforsvaret - og formere deg, fylle forskjellige vev, du har gjort ofrene dine mer attraktive for det motsatte kjønn. 48% av dem. Men du har ikke lært å fly romskip. Generelt flyr skipet ditt til Mars på autopilot. Ikke bare er det ingen paradisøy nå, men du har heller ikke romdrakt med deg. Selvfølgelig har romskipet knapper inni, i likhet med desom du er vant til å klikke - men noen ganger fungerer de på en helt annen måte.
I tillegg kan offerets immunsystem også påvirke nervesystemet (for eksempel gjennom betennelse, som i samme gammarus) og endre deres oppførsel - og ikke alltid i den retning Toxoplasma er gunstig.
Zombifying People: Echoes of Mouse Love and the Apocalypse i New York
Sannsynligvis ville Toxoplasma føle det hvis det kunne vurdere sjansene for suksess ved å smitte en person. Det er usannsynlig at katten spiser den, og den reagerer på stimuli av Toxoplasma på sin egen måte. For eksempel har han en økning i schizofreni eller økt risiko for dens manifestasjon. Også undersøkelser av smittede viser at Toxoplasma-ofrene blir langsommere og mer passive i nærvær av fare, instinktet for selvbevaring blir svakere, og selv om pasientene generelt er mer irritable, vil de ikke kjempe for noe. I skremmende situasjoner - i en mørk skog, i et tomt hus om natten - forblir de rolige.
Mennesker kan også ha dramatiske endringer i mistanken og omgjengelighetsnivået. Kvinner blir vennligere og mer altruistiske, mens menn tvert imot ikke vil dele noe. Mistanken om smittede påvirkes ikke bare av kjønn, men også av bosted: urbane menn og landsbykvinner blir mer tillitsfulle på grunn av Toxoplasma, mens landsbymenn og urbane kvinner tvert imot ser etter en fangst i alt.
Nok en gang ser vi parasittens “dopamin” håndskrift, og minner om at dette hormonet påvirker hann- og kvinnelige pattedyr annerledes. Eksperimenter med prairie voles, modeller av kjærlighet og troskap i gnagerverdenen, har vist at dopamin ikke bare er nødvendig for å knytte seg til din sjelefrende, men også for aggresjon mot fremmede. Slike påvirkninger kan påvirke menn og kvinner på forskjellige måter: noen trenger å beskytte territoriet, andre må knytte seg og være vennlige. Kanskje føles denne responsen også i forskjellene i oppførselen til menn og kvinner smittet med Toxoplasma - selv om folk selvfølgelig ikke er mus, og grensesnittet for Toxoplasma ikke er så praktisk.
Men toksoplasma lærer ikke av feilene sine og fortsetter å inngripe i romskip: i regioner der sanitet ikke er veldig populær, og mye rå kjøtt kommer i mat, danner mer enn halvparten av folket antistoffer mot Toxoplasma. Dette betyr at de er syke eller i det minste møtt med disse parasittene tidligere. Det er ikke lett å kurere denne infeksjonen med antibiotika: et sted, en sovende form av parasitten - en cyste, som alltid er klar til å formere seg igjen, overlever et sted. Og igjen er en mann ikke lenger akkurat han, men et Toxoplasm romskip styrt innenfra, og strever inne i en uoppnåelig katt.
Men det er andre scenarier for en zombie-apokalypse. Planter kan også være ikke bare ofre, fordi narkotika hentet fra dem kan beruse mennesker. Historien om hvordan kjemikere, mens de forsket på cannabinoidreseptorer (som ikke bare reagerer på narkotiske cannabinoider, men også på mange av kroppens indre nevrotransmittere), provoserte ved et uhell utseendet til "zombier" på gatene i New York, er ikke handlingen i en film om apokalypsen, men temaet for den virkelige vitenskapelig artikkel publisert i The New England Journal of Medicine i januar 2017.
12. juli i fjor ble raske responsenheter sendt for å finne og fange uhyggelige mennesker som oppførte seg akkurat som zombier. I Brooklyn, New York, ble det funnet 33 mennesker som vandret rundt i gatene mekanisk med blanke, uforståelige øyne. Mennesker beveget seg sakte, som somnambulister, og knurret som ekte zombier. Åtte nylig pregede "zombier" ble testet for urin og blod. Etter en undersøkelse som varte i 17 dager, var forskere i stand til å fastslå at den skyldige var en nylig syntetisert cannabinoid med sikte på å søke etter medisiner, som folk kjøpte under dekke av et urtemedisin AK-47 24 Karat Gold, som påvirket den første typen cannabinoide reseptorer.
Les fortsettelsen her.
Ekaterina Mishchenko
