Ziemia jest zaśmiecona zwłokami, które zostały zabite przez śmiertelnego pasożyta. Gdy ciała ropieją wraz z rosnącym spawnem pasożyta, zaczynają śmierdzieć i świecić jasnym elektrycznym błękitem. W końcu otwierają się, by odsłonić następną generację zabójców, którzy czołgają się z resztek, by znaleźć kolejną ofiarę. Nie, to nie jest kolejny film pandemiczny: to codzienna scena napędzana przez bakterie i robaki. Teraz naukowcy starają się lepiej zrozumieć ten dynamiczny duet i przekształcić je w produkt komercyjny z korzyścią dla rolników.
powiązana zawartość
- Hollywood nie ma nic na tych horrorach z Halloween
- Jestem oficjalnie zakochana w karaluchach
- Pasożytnicze osy zamieniają pająki w tkaczy zombie
Beżowy robak nicienia o długości pół milimetra prawie nie wygląda jak pasożytnicze zagrożenie. Te malutkie pełzacze spędzają większość czasu pływając w glebie, od czasu do czasu stojąc na ogonach i grzebiąc główkami po powierzchni. Ale tak naprawdę czekają tylko na swój czas. Gdy tylko wyczują, że podejrzewa niczego nieświadomego owada, wpadają w zasadzkę. Nicień może wystrzelić jak kula armatnia z ziemi, wystając do 10 centymetrów, aby zarazić swoją pechową ofiarę.
Po wylądowaniu na ofierze nicień wierci się w wnętrznościach owada przez każdy otwór, który może znaleźć, lub włamuje się przy użyciu specjalnego zęba. Ten pasożyt jest tak mały, że jego ofiara nic nie czuje. Ale robak nosi śmiercionośną broń w jelicie, tylko czekając na regurgitację: bakterię Photorhabdus luminescens . Toksyny wytwarzane przez tę bakterię są tak silne, że 10 komórek może zabić owada w ciągu zaledwie 24 godzin. Bakterie uwalniają również substancje chemiczne, które zapobiegają rozkładowi zwłok, dzięki czemu nicienie zawsze mają świeży posiłek. Pomyśl o tym jak o najlepszym łóżku i śniadaniu.
Nicienie jedzą się przez około dwa tygodnie lub do momentu, gdy osiągną zdolność rozrywania gospodarzy. Potem eksplodują przez zwłoki w głąb ziemi, w wersji akcji na żywo z filmu Koszmar Tima Burtona przed świętami Bożego Narodzenia, kiedy Oogie Boogie rozplata się w szwach, odsłaniając wijącą się kolonię robaków. Wychodząc ze zużytego gospodarza, każdy nicień przeładowuje swój śmiercionośny arsenał bakteryjny, pochłaniając kilka komórek Photorhabdus . Potem wracają na polowanie, by znaleźć kolejną ofiarę.
Nicienie i ich bakteryjni pomocnicy nie chcą, aby drapieżnik zabrał swoje ukochane zwłoki do domu, zanim mieli szansę na ukończenie swojego cyklu życia. A w twoim ogrodzie jest świat psów-jedz-psów: większe robaki, mniejsze robaki z dużymi apetytami, takie jak mrówki, a nawet ptaki szukające posiłku, chętnie zrywają bezradne zwłoki owadów w celu utrzymania. To tutaj znów pojawiają się bakteryjni pomocnicy.
Photorhabdus nie kończy się na zabiciu żywiciela owadów, więc nicienie mogą jeść i sprawić, że dzieci będą bez przeszkód. Zmieniają także zwłoki w przerażające widowisko, które może działać jako strategia obronna. Po pierwsze, bakterie wydzielają substancje chemiczne, które zmieniają ciało owada w cegłę na czerwono, powszechne ostrzeżenie przed owadami, które mówi: „Nie jedz mnie! Jestem obrzydliwy! ”
W przypadku drapieżników, które nie są tak wymagające wzrokowo, bakterie wydzielają również okropny smród. Jak okropnie? „Pachną naprawdę źle” - mówi Rebecca Jones, wykładowca genetyki populacyjnej na Uniwersytecie w Liverpoolu, który bada ten duet nicieniowo-bakteryjnych. „Nie pachnie jak coś rozkładającego się lub gnijącego”. Zamiast tego, ona pachnie jak pirazyna, związek organiczny, który entomolodzy znają, dzwoni dzwonkami alarmowymi owadów. Do tych, którzy nie są ekspertami od błędów, Jones mówi: „To trochę jak migdały”.
Jakby tego było mało, na koniec bioluminescencja bakterii od wewnątrz, sprawiając, że ich ofiara świeci jak świecąca niebieska papierowa latarnia.
To zwłoki ćmy woskowej zawierają tysiące nicieni, które wybuchają wraz ze swoimi bakteryjnymi partnerami w poszukiwaniu następnych ofiar. (Peggy Greb, USDA Agricultural Research Service) Ale czy to nie jest przesada? Jones uważa, że to wszystko jest częścią wspólnego wysiłku, by być tak dziwnie nieapetycznym, jak to możliwe, pozwalając, aby nicienie pozostały bezpieczne i zajęte w środku. „Nasza hipoteza polega na tym, że mają one szereg mechanizmów obronnych w celu ochrony pasożytniczej kolonii przed drapieżnikami przez całą masę różnych drapieżników”, mówi Jones, pierwszy autor ostatniego badania opublikowanego w czasopiśmie Animal Behaviour, który ma na celu drażnić oprócz tych strategii obrony.
„Łącząc dwa, trzy, a nawet cztery sygnały razem, być może stwarza to lepszą ochronę pasożytniczej społeczności” - mówi.
Aby rozwiązać zagadkę, zwróciła się o pomoc do kilku ptasich drapieżników: dzikich wielkich cycków, które pochodzą z regionu Finlandii, w którym zwykle nie występuje nicień Heterorhabditis. Było to ważne, ponieważ ptaki nie miały wstępnego wyobrażenia o tym, jak te owady powinny wyglądać lub wąchać, co czyni je idealnymi obiektami testowymi.
W swoich eksperymentach Jones oddzielnie zaprezentowała 30 wspaniałych cycków z wyborem ośmiu larwalnych larw owadów, które zaraziła nicieniami. Eksperyment miał na celu ustalenie, czy kolor, zapach lub połączenie tych dwóch czynników było najsilniejszym środkiem odstraszającym. W próbach opartych wyłącznie na zapachu użyła w naczyniu niezakażonych, normalnych białych woskowców, a pod nimi kryły się śmierdzące, zainfekowane robaki. Aby przetestować tylko kolor, umieściła zarażone czerwone robaki w przezroczystym, nieprzepuszczającym zapachu pojemniku i policzyła, ile razy ptaki próbowały je dziobać.
„Najbardziej zaskakującą rzeczą, jaką zobaczyliśmy, było to, że nie kombinacja strategii działała najlepiej” - mówi Jones. Podczas gdy czerwony odcień ostrzegawczy i okropny zapach działały niezależnie, używanie ich razem nie było tak skuteczne, jeśli chodzi o unikanie śmierci przez wielkie cycki. Jak się okazuje, ptaki najbardziej nie chciały jeść zwykłych, śmierdzących owadów. „Sam zapach miał tendencję do przyćmiewania nawet prób koloru i zapachu, które przeprowadziliśmy” - mówi Jones.
Naukowcy przypuszczali, że śmierdzący spektakl na bakteriach był „jak znak braku wolnych miejsc w motelu, mówiąc:„ nie jedz mnie, jestem okropny ”” - mówi Richard Ffrench-Constant, profesor historii molekularnej w uniwersytet w Exeter, który nie był zaangażowany w badanie.
Wyniki te pokazują potężny przykład symbiozy w działaniu. Bakterie nie są w stanie przetrwać na wolności; potrzebują nicienia, aby przenosić je z jednego owada na drugi. Przeciwnie, nicień potrzebuje bakterii, aby zabić żywiciela i zapobiec jego zjedzeniu. Ffrench-Constant uważa to za kolejny fascynujący przykład z rozwijającej się dziedziny nauki o mikrobiomach. „Jesteśmy na szczycie dużej góry lodowej”, jeśli chodzi o to szczególne partnerstwo bakteryjne, mówi. „Tyle błędów jest tych, których nie rozumiemy”.
Chociaż nicienie mogą atakować nad ziemią, w rzeczywistości robią większość swoich zabójstw pod powierzchnią, przemieszczając się w paczkach pod powierzchnią i śledząc swoją ofiarę za pomocą sygnałów chemicznych. Z tego powodu, jak twierdzi Ffrench-Constant, strategie obrony bakterii lepiej byłoby wykazać przy użyciu mrówek zamiast ptaków. „Nie mogę się przekonać, że w twoim ogrodzie, gdy te rzeczy zabiją twoje woskowice, będą to piersi, które staną się głównymi drapieżnikami”, mówi.
Mnóstwo innych tajemnic. Na przykład związki chemiczne wydalane przez te bakterie są liczone w tysiącach, a badacze wciąż nie mają pojęcia, do czego są używane. „No cóż, nieźle” - mówi Ffrench-Constant - „jeśli ten związek chemiczny odpycha mrówki lub ptaki, to co robią pozostałe 999?”
Choć wciąż wiele jest do zrozumienia, rolnicy już skorzystali z tego potężnego, niewielkiego duetu. Rolnicy mogą kupować kadzie nicieni do opryskiwania na swoich polach jako chemiczna alternatywa dla pestycydów, dzięki naukowcom, którzy wymyślają skuteczne sposoby masowego wytwarzania tych błędów w laboratorium. Nicienie zostały nawet wykorzystane do ocalenia pomarańczy z Florydy przed śmiercią w głodnych żuchwach ryjkowca korzeniowego.
Zarówno rolnicy, jak i ogrodnicy zaczynają wreszcie nadrabiać zaległości, jakie zdają się wiedzieć rośliny. Chociaż Jones nie zabrała swoich nicieni z laboratorium na żadne pozalekcyjne eksperymenty - jej mieszkanie w Liverpoolu nie ma ogrodu - wciąż głosi ewangelię pasożytniczych nicieni. Powiedziała: „Powiedziałam mojemu dziadkowi, że wyszedł, żeby kupić trochę i powiedzieć wszystkim swoim przyjaciołom. Są małą społecznością zajmującą się ogrodnictwem nicieni. ”
