Das Leben ist in Bezug auf das Leben nicht immer einfach.
Ein Nahrungsnetz zum Beispiel besteht aus Ketten an Ketten von Organismen, die anderen Organismen die Energieverarbeitungsfähigkeiten stehlen.
Wir können Sonnenlicht nicht in den Zucker umwandeln, den wir zur Energiegewinnung benötigen; Wir warten darauf, dass die Pflanzen es tun, und essen sie. Fleischfresser können Pflanzen nicht richtig verdauen; Sie warten darauf, dass andere Tiere Pflanzen fressen, und fressen dann diese Tiere.
Mit anderen Worten: Die meisten von uns lehnen sich in irgendeiner Weise an andere Organismen an – aber Parasiten führen diese Vorstellung bis zum Ende aus. Warum sollten Sie sich die harte Arbeit des Lebens antun, wenn Sie ein anderes Lebewesen dazu bringen können, es für Sie zu tun? Oder, noch besser, mach sie TU es für dich.
Das ist der Wilde Westen der Parasitologie: Wenn ein Parasit nicht einfach mitfährt, sondern auf irgendeine Weise den Körper seines Wirts kapert und ihn zu Verhaltensweisen treibt, die dem Parasiten zugute kommen – oft zu seinem eigenen großen, sogar tödlichen Nachteil.
„In der wissenschaftlichen Literatur wird dies als adaptive Wirtsmanipulationshypothese bezeichnet“, sagte der Parasitologe Alex Maier von der Australian National University gegenüber ScienceAlert.
„Das bedeutet, dass die Parasiten tatsächlich Veränderungen im Wirt hervorrufen, die die Parasitenkrankheit maximieren könnten. Damit sich der Parasit häufiger ausbreitet und es mehr Parasiten gibt.“
Vielleicht haben Sie schon einmal davon gehört. Eines der bekanntesten Beispiele ist Toxoplasma gondiidie eine Krankheit namens Toxoplasmose verursacht.
Studien haben ergeben, dass Tiere mit infiziert sind T. gondii Verhaltensänderungen zeigen, mehr Risiken eingehenund sich auf eine Art und Weise zu verhalten, die sie möglicherweise stören könnte eher auf Katzen stoßen – der einzige Wirt, in dem sich der Parasit vermehren kann.
Ob oder nicht T. gondii tatsächlich Hosts manipuliert, wird noch untersucht, aber T. gondii ist nur ein Parasit. Es gibt viele Parasiten, die ihre Wirte auf unterschiedliche Weise manipulieren … und das Faszinierende daran ist, dass wir oft keine Ahnung haben, wie sie es tatsächlich tun.
Lasst uns physisch werden
Parasiten leben ein sehr kompliziertes und umständliches Leben, aber es scheint unglaublich effektiv zu sein. Während einige Parasiten während ihres gesamten Lebenszyklus an einem Wirt festhalten, benötigen andere mehrere Wirte, um ihre biologische Reise abzuschließen.
So funktionieren die komplexeren Lebenszyklen. Ein Parasit vermehrt sich und legt Eier in den sogenannten Endwirt. Diese Eier werden in die Umwelt abgegeben, normalerweise im Kot; Die Eier oder Larven werden dann vom ersten Zwischenwirt aufgenommen.
Dort entwickelt sich der Parasit weiter und kann von hier aus entweder weiter bis zur Reife heranwachsen oder zu einem zweiten Zwischenwirt gelangen, um sein Wachstum zu vervollständigen.
Sobald es ausgewachsen und zur Fortpflanzung bereit ist, muss es zum endgültigen Wirt zurückkehren – oft zu einer bestimmten Tierart, z T. gondii und Katzen.
Hier kommt die adaptive Wirtsmanipulation ins Spiel.
Die offensichtlichste Art und Weise, wie ein Parasit einen Wirt manipulieren kann, besteht darin, seinen Körper auf irgendeine Weise zu verändern. Einige davon sind spektakulär seltsam.
Ribeiroia ondatrae, der froschmutierende Plattwurm, ist ein Plattwurm, der, wie der Name schon sagt, Frösche mutiert. Konkret scheint es auf die Hinterbeine der Frösche abzuzielen. Mit diesem Parasiten infizierte Frösche wachsen zusätzliche, nutzlose Gliedmaßen – manchmal viele davon.
Ein weiterer Plattwurm, genannt Leucochloridium paradoxum (der grüngebänderte Brutsack) dringt in die Augenstiele von Schnecken ein, wo er anschwillt und pulsiert und ein auffälliges Schauspiel aus Bewegung und Farbe erzeugt.
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In beiden Fällen sind weder die Frösche noch die Schnecken das eigentliche Ziel der Parasiten. Beide R. ondatrae Und L. paradoxum leben und wachsen im Körper ihrer Zwischenwirte, können sich aber nur im Körper von Vögeln (oder auch Säugetieren) vermehren R. ondatrae).
Ihr oberstes Ziel ist es daher, die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die Frösche und Schnecken (oder zumindest ihre Augenstiele) aufgefressen werden und die Parasiten mitnehmen.
Bei Fröschen verringert der Parasit seine Beweglichkeit und Fluchtfähigkeit. Im Fall der Schnecken ist das farbenfrohe Display wie eine Leuchtreklame mit der Aufschrift „Snacks This Way“ an die Vögel. (Interessanterweise, bemerkt Maier, regenerieren sich die Augenstiele der Schnecken, nachdem sie von einem Vogel gefressen wurden, sodass dieselbe Schnecke den Vögeln viele Snacks liefern kann.)
In diesen Fällen haben Forscher ein Verständnis dafür, wie die Parasiten tun, was sie tun.
Die Larven von R. ontradae werden von den Gliedmaßenknospen ihrer zweiten Amphibienzwischenwirte angezogen; Sie schmiegen sich um diese Region und beeinflussen dort das Wachstum der Gliedmaßen. L. paradoxum platziert sich dort, wo es für Raubtiere am sichtbarsten und attraktivsten ist.
Allerdings ist es nicht immer so einfach.
Es ist alles im Kopf
L. paradoxum hat noch einen weiteren Trick im Ärmel, und dieser ist etwas schwieriger herauszufinden. Auch mit dem Parasiten infizierte Schnecken verhalten sich anders als nicht infizierte Schnecken.
„Grün gebänderte Brutsäcke verändern auch ihr Verhalten, nicht nur die Morphologie“, erklärt Maier.
„Das ist also das Anschwellen der Augenstiele und dieses pulsierende Verhalten der Augenstiele. Ebenso bewegen sie sich ins Freie, damit die Vögel hereinkommen, und dann können sie diese Augenstiele abpflücken.“
Eine ganze Reihe von Parasitenarten wurden mit ähnlichen Verhaltensweisen in Verbindung gebracht. Pomphorhynchus laevisder dornenköpfige Wurm, kehrt die Reaktion seines Garnelen-Zwischenwirts auf Licht um, was ihn anfälliger für Raubtiere durch den Karpfen macht, der der Endwirt ist.
Aga-Kröten mit Lungenwurm infiziert Rhabdias pseudosphaerocephala Suchen Sie nach wärmeren Temperaturen und feuchteren Umgebungen, die das Wachstum fördern und Überlebensfähigkeit der Parasiten bzw.
Ein besonders faszinierendes Beispiel ist Dicrocoelium dendriticumder Lanzettliche Leberegel, dessen endgültiger Wirt Schafe und Rinder ist – aber wie er zu Schafen und Rindern gelangt, ist wirklich hinterlistig.
Sobald sich der Egel vermehrt hat, werden die Eier mit dem Kot des Wirts ausgeschieden und anschließend von Schnecken gefressen, wo sie schlüpfen und sich entwickeln. An diesem Punkt gelangen sie durch den Schleim der Schnecken heraus, der eine zuckerhaltige Substanz enthält, die für Ameisen sehr lecker ist.
Im Inneren der Ameise entwickelt sich der Parasit bis zur Reife … und von dort aus wird die Ameise von Rindern und Schafen gefressen, wo sie den Lebenszyklus von vorne beginnen kann.
„Der logische Fehler ist, dass die Kuh Vegetarierin ist. Warum sollten sie Ameisen essen?“ sagt Maier.
„Eigentlich klettern infizierte Ameisen abends auf das Gras. Tagsüber zeigen sie ein normales Verhalten. Abends, wenn die Temperatur sinkt, gehen die Ameisen normalerweise zurück in ihr Nest. Aber diese infizierten Ameisen klettern auf das Gras. Und wenn dann …“ Die Temperatur sinkt weiter, sie verkrampfen ihre Kiefer und klammern sich tatsächlich an das Gras.
„Also verbrachten sie die Nacht auf dem Gras; am Morgen kam die Kuh vorbei, frisst das Gras und sammelt die infizierten Ameisen ein.“
Irgendwie entführt der Parasit die Ameise und treibt sie zu einem tödlichen Verhalten, um zu der zufälligen Sexparty bei Kühen zurückzukehren.
Oder liegt es im Kopf?
Wir wissen ein wenig darüber, wie D. dendriticum könnte das hinbekommen. Vor ein paar Jahren ein Forscherteam führten CT-Scans von parasitierten Ameisen durchund fanden heraus, dass sich die meisten Parasiten zwar im Bauchraum sammelten, sich aber fast immer ein einzelner Parasit direkt neben dem Gehirn der Ameise befand.
Wir wissen immer noch nicht genau, was dieser Pilotenegel bewirkt, aber er könnte das Gehirn der Ameise manipulieren, sei es chemisch oder physikalisch.
In vielen Fällen wissen wir jedoch nicht, welche Fäden tatsächlich gezogen werden, insbesondere bei menschlichen Parasiten. Der Grund dafür ist, dass wir uns normalerweise auf Verhaltensdaten verlassen und Verhalten eine komplexe Sache mit unzähligen möglichen Treibern ist, einschließlich der Persönlichkeit. Und es kann zu Voreingenommenheit bei der Art und Weise kommen, wie wir Verhaltensdaten für die Einbeziehung in die Forschung auswählen.
Eine Geburtskohortenstudie veröffentlicht im Jahr 2016zum Beispiel, fand kaum Beweise, die diese Annahme stützen Toxoplasma gondii führt beim Menschen zu einem erhöhten Risiko für psychiatrische Störungen oder einer erhöhten Impulsivität, wie bereits zuvor behauptet wurde.
Tatsächlich ist das nicht endgültig klar T. gondii manipuliert auch Nagetiere. Eine Studie aus dem Jahr 2013 fand die Beweise nicht überzeugend. Es kann äußerst schwierig sein, solche Veränderungen schlüssig mit der Parasitenmanipulation in Verbindung zu bringen.
Vielleicht verhält sich der Wirt einfach anders, weil er sich krank fühlt … Sie wissen schon, weil er eine parasitäre Infektion hat.
Die Argumente für Tollwut sind überzeugender. Zu den Verhaltenssymptomen gehören Hyperaktivität, Schlaflosigkeit und eine extreme Angst vor Wasser und frischer Luft, die Wissenschaftler mit einer toxinähnlichen Wirkung in Verbindung gebracht haben Neuroinhibitor veröffentlicht von der Virus Tollwut-Lyssavirus.
Wenn bei Tollwut Symptome auftreten, ist es zu spät, etwas dagegen zu unternehmen; solche Fälle sind fast immer tödlich. Und wir haben Keine Möglichkeit, Tollwut zu diagnostizieren vor Symptombeginn.
Obwohl relativ wenige Parasiten bekannt sind, die das menschliche Verhalten verändern, ist die adaptive Wirtsmanipulation ein Bereich, der weitere Untersuchungen erfordert. Diese winzigen Anhalter haben tatsächlich einen großen Einfluss auf die große Welt.
Die Evolution vorantreiben
Der Kampf zwischen Parasit und Wirt ist eine Art evolutionäres Wettrüsten. Der Parasit möchte seine Chancen maximieren, seinen endgültigen Wirt zu erreichen; Der Wirt möchte das Risiko einer Parasitenerkrankung minimieren.
Daher entwickeln Parasiten Anpassungen, die ihnen helfen, ihre Wirte zu infizieren, und die Wirte erhöhen als Reaktion darauf ihre Resistenz und Toleranz gegenüber den Parasiten.
Dies kann einige ziemlich interessante Konsequenzen haben. Ein Psychologe untersuchte sogar theoretisch die Vorstellung, dass die Evolution des menschlichen Gehirns könnte, zumindest teilweise, durch Parasiten verursacht worden sein.
Obwohl die Idee rein spekulativ ist, hat sie einige interessante Implikationen, etwa die Nachahmung eines Parasitenangriffs, um die Abwehrmechanismen des Gehirns zu stimulieren.
Das ist keine so seltsame Idee. Neuere Forschungen haben gezeigt, dass die Behandlung von Reizdarmerkrankungen wie Zöliakie und Morbus Crohn mit parasitären Würmern, die im Darm leben, bekannt als Helminthentherapie, vielversprechend ist.
Patienten mit Zöliakie zeigten einen massiven Anstieg der Glutentoleranz nach einer Infektion mit Hakenwürmernund Patienten mit Morbus Crohn, die mit Peitschenwürmern behandelt werden treten oft in Remission ein.
Dies sind Autoimmunerkrankungen und die Reaktion auf eine Parasiteninfektion legt einen möglichen Grund dafür nahe, sagt Maier.
„In den letzten 50 Jahren sind einige Teile der Menschheit in einer hygienischen Umgebung aufgewachsen – das ist der Grund Hygiene-Hypothese,” er erklärt.
„Und der Teil unseres Immunsystems, der sich früher normalerweise mit diesen wurmartigen Parasiten befasst hat, ruht jetzt. Er hat nichts mehr zu tun. Und bei manchen Menschen fängt er an, ihr eigenes Gewebe anzugreifen.“
Parasitismus zwingt sowohl Wirte als auch Parasiten zur Diversifizierung, zum Eintritt in neue ökologische Nischen und zur Anpassung. Populationen von Tieren mit Parasiten weisen daher eine größere genetische Vielfalt auf schränkt den Erfolg von Parasiten ein.
Wenn wir das Verhalten von Parasiten mit unseren eigenen evolutionären Anpassungen in Verbindung bringen können, könnte das einige Auswirkungen darauf haben, wie wir bestimmte Formen von Krankheiten behandeln oder sogar verhindern.
Darüber hinaus liefern uns Parasiten, die ihre Wirte manipulieren können, jedoch Hinweise zum Verständnis ihrer Biologie. Die Veränderung eines Neurotransmitters, wie es beispielsweise bei Tollwut der Fall ist, hilft uns zu lernen, wie dieser Neurotransmitter funktioniert.
Wir neigen dazu, mit Ekel und Abscheu an Parasiten zu denken, aber bei diesen herumschleichenden Organismen geht es um viel mehr als nur um pulsierende Augenstiele, egal wie lebendig und auffällig sie auch sein mögen.
Vielleicht wirft die Idee der adaptiven Wirtsmanipulation alle möglichen philosophischen Fragen über die Formbarkeit unserer eigenen Identitäten auf, aber vielleicht treiben unsere kleinen Passagiere uns alle auch weiter und hinauf zu größeren Dingen.
