Zombietekniikat villieläimissä
Jotkut ihmiset pelkäävät zombeja TV: n ja salaliittoteorioiden välityksellä, ja toiset kutsuvat puoliksi leikillisesti kohdussa olevaa sikiötä loiseksi, joka manipuloi häntä, mutta nämä manipuloivat loiset alistavat onnistuneesti isäntänsä ja muuttavat heidät zombeiksi. Ja nämä järjestelmät ovat toimineet kymmeniä miljoonia vuosia, eikä joitain kurjia kymmeniä vuosisatoja, kun taas Homo Sapiensin historiallinen kausi kestää. Muut biologiset "zombit" - "kävelykuolleet" - piileskelivät evoluutiopuun oksilla ja jopa soluissamme. Toiset taas kävelevät kaduilla ja ajattelevat, että kaikki ympärillä ovat jo kuolleet, mikä tarkoittaa, että voit tehdä rikoksia, koska he eivät enää välitä. Joten ketkä tutkijat kutsuvat zombeiksi ja mistä ne löytyvät? Selvitetään se.
Zombie mikroskoopin alla
Aloitetaan siitä, että paitsi koko organismi, myös yksittäiset solut voidaan saada nousemaan kuolleista ja alistumaan heidän tahtoonsa. Mycobacterium tuberculosis tietää hyvin, miten se tehdään. Tämä tuberkuloosia aiheuttava bakteeri lisääntyy ihmiskehon solujen sisällä. Se asettuu myös makrofagien sisään - immuunisoluihin, jotka syövät vaarallisia "ulkopuolisia". Infektion jälkeen makrofagien kalvo vuotaa, mikä merkitsee melkein aina solulle varmaa kuolemaa. Mutta mykobakteerit eivät halua menettää "inkubaattoreitaan" niin helposti, joten ne eivät anna melkein kuolleiden solujen kuolla loppuun asti, muuttaen ne zombietehtaiksi, jotka voivat tuottaa uusia tuberkuloosibasillia ja piiloutua antibioottiterapialta.
Jos kutistut edelleen ja katsot vielä syvemmälle, zombeja löytyy meistä kaikista. Lisäksi ilman niitä emme olisi voineet syntyä. Ainakin niin ajattelevat Frontiers in Cell and Developmental Biology -lehdessä julkaistun "zombie centrioles" -hypoteesin kirjoittajat. Sentrioli on yhdeksän mikrotubulusten kolmikkoa (triplettiä). Centriolit "orkestroivat" solujen jakautumisen muodostaen jakautumiskaran, joka vetää kromosomit (tai niiden puolikkaat jakautumistyypistä riippuen) solun napoihin. On todettu, että useimmissa eläimissä, sukupuolisen lisääntymisen aikana, centriolit periytyvät isältä, mutta ihmisillä ja muilla nisäkkäillä sekä hyönteisillä siittiöiden centriolit muuttuvat (tai puuttuvat kokonaan). Mistä sitten hedelmöitetyn munan kaksi sentriolia tulevat? Esimerkiksi hyönteisissä on vain yksi sentrioli siittiösolussa. Ihmisillä mikään ei ole selvää ollenkaan: näyttää siltä, että jotkut tutkijat havaitsivat hedelmöitetyssä munassa jopa kolme normaalin kahden sijasta, ja hiiressä sentrioleja ei nähty ollenkaan ennen kuin solu jakautuu 32: een tai 64: een.
Vihje artikkelin kirjoittajien mukaan on yksinkertainen: siittiösolussa on kaksi sentriolia, mutta yksi niistä on modifioitu, hajonnut. "Kuollut" sentrioli voi kuitenkin jakautua ja toimia palautumatta normaaliin muotoonsa. "Koska ne ovat samanaikaisesti huonontuneita (" kuolleita ") ja toiminnallisia (" eläviä "), kutsumme heitä zombi-centrioleiksi", kirjoittavat teoksen kirjoittajat. Kun sentrioleja lannoitetaan sygootiksi, tämä zombie-centrioli voi muodostaa normaalin tytärsentriolin, joten sentrioleja on kolme.
Vielä outo asia kuin zombie centrioles (mutta varmasti olemassa todellisuudessa) ovat zombie-oravia. Englantilaiset, australialaiset ja norjalaiset tutkijat kirjoittivat heistä kokonaisen katsauksen valittamalla, että heidän kollegansa eivät suosisi "zombi-proteiineja", joilla ei lievästi entsymaattista aktiivisuutta.
Mainosvideo:
Ja täysin turhaan: he ovat läsnä kaikissa elävien valtakunnissa ja vievät 10-15% genomista. Jos niitä ei tarvita, luonnollinen valinta puhdistaa ne hitaasti (on myös ilo tuhlata energiaa hyödytön roskan syntetisoimiseksi), mutta näin ei tapahdu. Ja jos alamme ymmärtää, että edes ei-koodaava, "roskaposti" DNA ei todellakaan vain ota paikkaa genomissa syystä, niin koodaavien geenien, joista tuotetaan jopa ei-funktionaalisia proteiineja, pitäisi olla varmasti järkeviä. Tällaiset "zombit" voivat vaikuttaa toimivaan prototyyppiinsä, vaihtaa sen aktiivisuutta, kiinnittää sen oikeaan paikkaan solussa - eli elää täysin elämää sen "toiminnallisen kuoleman" jälkeen.
Ja zombie istuu oksilla
Entä kasvit? Emme aio ohittaa niitä ansaitsematta tarinassamme. Lisäksi heistä voi tulla myös zombeja. Fytoplasmabakteerien vuoksi zombi-kasvit kasvavat lehtiä oksilla kukkien sijaan. Ne eivät voi enää lisääntyä ja niistä, kuten tuberkuloosibasillien kolonisoimista makrofageista, tulee tehtaita bakteerien tuottamiseksi.
Yksisoluiset kasvit tekevät kasveista heikkotahdoisia orjia SAP54-proteiinin avulla, joka on vuorovaikutuksessa MADS-domeenin proteiinien kanssa (ei, he eivät ole vastuussa hulluudesta, mutta kukan muodostumisesta). Evoluution aikana bakteeriproteiini SAP54 oppi muistuttamaan K-domeeniproteiinia, joka on normaalisti vuorovaikutuksessa MADS: n kanssa - ja niin se hakkasi pääsyjärjestelmää kasvien torjuntaan.
Mutta paitsi kasvien oksista voi tulla "zombeja". Tutkijat voivat myös kutsua evoluutiopuun haaroja niin. Paljon kiistoja käydään nisäkkäiden kehitysmallin jälkeen liitukauden ja paleogeenin sukupuuttoon, joka tuhosi dinosaurukset ja monet muut eläimet ja kasvit. Näistä tapahtumista on kaksi versiota. Ensimmäisen "pitkän sulakkeen räjähtävän mallin" sisältävän "räjähtävän" mallin mukaan eri luokkien esi-isät erosivat ensin nisäkäsluokassa, ja sitten kussakin lajissa esiintyi lajeja. Lyhyen sulakkeen räjähtävässä mallissa oletetaan, että nämä tapahtumat tapahtuivat melkein samanaikaisesti. Äskettäin ehdotettiin "pehmeän räjähdyksen" mallia, jonka mukaan jotkut linjat syntyivät liitukauden aikana, ja sukupuuton jälkeen pää "räjähdys" tapahtui.
Jälkimmäisen mallin ongelmat ja heikkoudet paljastavat evoluutiopuusta nousseet haamunoksat ja zombioksat. Ensimmäiset ilmestyvät johtuen siitä, että fossiiliset tiedot ovat puutteelliset: yhtään esi-isää ei löydy, ja jälkeläiset olivat paikallaan. Jälkimmäiset ovat ongelmallisempia, koska ne tapahtuvat ennen kuin molekyylitiedot ennustivat esi-isäryhmiensä eroavaisuuksia.
Molecular Phylogenetic and Evolution -artikkelin kirjoittajat analysoivat kaikkia kolmea mallia ja väittävät "pitkän sulakkeen johtoa", mikä osoittaa, että jakautuminen järjestystasolla alkoi todennäköisesti liidusta. Tämän konseptin avulla voimme voittaa zombioksat ja jalostaa nisäkkäiden evoluutiopuuta.
Terrorismimatot rapujen ja muurahaisen sisällä
Evoluution aikana loiset ovat hankkineet laajan joukon zombietekniikoita. Tässä käytetään kaikkia keinoja: manipulointia, uskoa omien aistielimien signaalien virheellisyyteen, immuniteettisotia ja väärennettyjä hormoneja.
"Neuroparasitologia on tieteellistä tieteen partaalla olevaa tiedettä", kirjoittaa Michael Dickinson, The Journal of Experimental Biology -lehden päätoimittaja Washingtonin yliopistosta. Tämä lause maustetaan sekoituksella kauhua ja ihailua: pyynnöstä "älä syö minua, olen silti hyödyllinen sinulle", joka on suunnattu jonkun toisen immuunijärjestelmälle, salakavalaan manipulointiin ja omistajien zombeihin - yksi askel. Ja voit käydä sen läpi väärentämällä molekyylejä, joita isäntäsolut kommunikoivat.
Joskus sillä ei näytä olevan paljon järkeä. On gammarus-äyriäisiä, jotka kuuluvat amphipodien luokkaan (niitä kutsutaan niin, koska ne kirjaimellisesti uivat sivuttain). Mutta kun loiset hyökkäävät niihin, äyriäiset menettävät itsensä hallinnan ja alkavat liikkua kuten kaikki muut äyriäiset ja jopa uivat valoon piiloutumisen sijaan.
Gammarus äyriäiset. Julie / Flickrin kanssa
Tämän seurauksena kalat syövät todennäköisemmin niitä, joihin loisen on päästävä. Tutkijat pystyivät vaikuttamaan gammaruksen liikkumiseen serotoniinilla ja osoittivat, että loiset vaikuttavat todennäköisesti immuunivasteeseen, joka aiheuttaa äyriäisten hermoston tulehtumisen. Tämän seurauksena välittäjäaine serotoniinin, välimolekyylin, välittävä signaali hermosolujen välillä sekä hermosolujen ja muiden solujen välillä, häiriintyy. Äyriäinen ei saa oikein visuaalisia ja hajusignaaleja ja ui kohti kuolemaansa.
Tapahtuu, että loisten on vietettävä "lapsuus" yhdessä organismissa, "murrosikä" toisessa ja kasvaa kolmannessa. Näin fluke-mato, lansettinen fluke Dicrocoelium dendriticum, käy läpi elämänsä.
Sen munien pitäisi olla maaperässä, tulevat hiutaleet lähetetään "lastentarhaan" etanan sisällä. Seuraavassa vaiheessa he uivat jonkin aikaa vapaana cercariae-toukkina hännillä, sitten muurahainen nielee ne, minkä jälkeen niistä tulee metacercariae.
Mutta kaikki cercariaet eivät mene muurahaisen "koulun" läpi: yksi niistä on tarkoitus kuolla, jotta loput voivat kasvaa. Se ryömii muurahaisen subofaryngeaaliseen ganglioniin, hyönteisten aivoprototyypin alaosaan. Siellä cercaria laskeutuu mukavasti, ympäröi itsensä ohuella kuorella, ja istuu alas "ohjauspaneeliin". Tästä lähtien muurahainen toimii päivällä, kuten kaikki sen veljet, mutta yöllä se muuttuu heikkotahdoiseksi zombiksi. Se lähtee muurahaiskudoksesta, kiipeää ruohoterälle, tarttuu siihen hampaisillaan ja odottaa, kunnes nisäkäs nielaisee sen: zombi-muurahainen on vain kuuden jalan kuljetus, jonka madot kaappaavat saavuttaakseen vaalitun tavoitteensa, josta tulee lampaan tai lehmän maksa tai sappitie. Siellä matot menestyvät ja voivat lisääntyä jopa kymmeniä tuhansia yksilöitä.
Kehitysjakso / Dicrocoelium dendriticum Wikimedia Commons
Muut loiset, hiusmatot, lähettävät heinäsirkkoja ja torakoita tiettyyn kuolemaan ja pakottavat heidät hyppäämään veteen, jossa parasiitin seuraavan isännän kalojen on syötävä hyönteiset.
Kissat, hiiret ja pahan kukat avaruusaluksella
Mutta jos muurahaisen tai äyriäisen zombiinti ei ole niin vaikeaa, niin suuren ja monimutkaisen selkärankaisen aivojen "hakkerointi" on tehtävä edistyneimmille "hakkereille". Siksi tunnetuin ja jopa kanoninen esimerkki zombisaatiosta on tietysti toksoplasmoosi. Tämän taudin aiheuttaa yksinkertaisin Toxoplasma gondii. Toxoplasma, toisin kuin matojen toukat, koostuu vain yhdestä solusta, mutta voi alistaa biljoonia vieraita.
Toxoplasma-reitin lopullinen määränpää, heidän luvattu maa, on kissa. Välittömästi salakavalat yksisoluiset loiset voivat harvoin päästä sinne, joten useimmiten polku Toxoplasman paratiisiin on kuoleman kautta. Totta, ei omaa: päästäkseen kissalle he käyttävät pienempiä ajoneuvoja - rotteja, hiiriä tai lintuja.
Näillä eläimillä Toxoplasma käy läpi erilaisia muutoksia. Aivoissaan ne tuottavat tyrosiinihydroksylaasia, proteiinia, joka säätelee dopamiinihormonin synteesinopeutta. Tämä hormoni, joka liittyy nautintoon ja luottamukseen, on keskeinen linkki motivaatio- ja palkitsemisjärjestelmässä. Kun hän on antautunut onnellisuuden lupaukselle, tuon sisäisen porkkanan mistä tahansa motivaatiosta jyrsijät tai linnut muuttuvat pelottomiksi ja alkavat itse etsiä tapaamisia pörröisen pedon kynsisillä tassuilla.
Tyrosiinihydroksylaasimolekyylit näyttävät harmittomilta kukilta, mutta Toxoplasman käsissä ne muuttuvat pahan kukiksi, eikä Baudelaire-mielessä, vaan todellisessa mielessä
Mutta jopa kauneimmat mekanismit voivat epäonnistua. Kuvittele, että sinun on varastettava auto tai helikopteri päästäksesi esimerkiksi paratiisisaarelle, jossa sinua odottaa rauhallinen elämä. Mutta sitten tapahtuu odottamaton: seuraava joukkosi pääsee vahingossa avaruusalukseen. Olet oppinut kaappaamaan autoja ja lentokoneita, osaat ohjata niitä, piiloutua vartijoiden - immuunijärjestelmän - varalta ja lisääntyä, asuttamalla erilaisia kudoksia, olet tehnyt uhreistasi houkuttelevampia vastakkaista sukupuolta varten, jopa uhkailemalla Havaijin hanhipopulaatioita "kaappaamalla" joissakin paikoissa ennen Heistä 48%. Mutta et ole oppinut lentämään avaruusaluksia. Aluksesi lentää yleensä Marsille autopilotilla. Ei vain paratiisisaarta, mutta sinulla ei myöskään ole avaruuspukua. Tietenkin avaruusaluksella on sisällä painikkeita, samanlaisia kuin nejota olet tottunut napsauttamaan - mutta joskus ne toimivat aivan eri tavalla.
Lisäksi uhrin immuunijärjestelmä voi myös vaikuttaa hermostoon (esimerkiksi tulehduksen kautta, kuten samassa gammaruksessa) ja muuttaa käyttäytymistään - eikä aina toksoplasman kannalta hyödylliseen suuntaan.
Zombifying People: Kaiku hiiren rakkaudesta ja maailmanloppu New Yorkissa
Luultavasti näin Toxoplasma tuntuisi, jos se voisi arvioida menestymismahdollisuutensa tartuttamalla henkilön. Kissa ei todennäköisesti syö sitä, ja se reagoi Toxoplasman ärsykkeisiin omalla tavallaan. Esimerkiksi hänellä on lisääntynyt skitsofrenia tai lisääntynyt riski sen ilmenemiseen. Tartunnan saaneiden ihmisten tutkimukset osoittavat myös, että toksoplasman uhreista tulee hitaampia ja passiivisempia vaarojen ilmetessä, itsensä säilyttämisen vaisto heikkenee, ja vaikka potilaat ovat yleensä ärtyisempiä, he eivät halua taistella mistään. Pelottavissa tilanteissa - pimeässä metsässä, tyhjässä talossa yöllä - he pysyvät rauhallisina.
Ihmisillä voi myös olla dramaattisia muutoksia epäilystasossaan ja sosiaalisuudessaan. Naisista tulee ystävällisempiä ja altruistisempia, kun taas miehet, päinvastoin, eivät halua jakaa mitään. Tartunnan epäilyyn vaikuttaa paitsi sukupuoli myös asuinpaikka: kaupunkimiehet ja kylänaiset tulevat luottavaisemmiksi Toxoplasman ansiosta, kun taas kylämiehet ja kaupunkinaiset etsivät päinvastoin saalista kaikesta.
Jälleen kerran näemme loisen "dopamiinin" käsinkirjoituksen, joka muistuttaa, että tämä hormoni vaikuttaa eri tavalla uros- ja naispuolisiin nisäkkäisiin. Kokeilut preeriakatjuilla, rakkauden ja uskollisuuden malleilla jyrsijöiden maailmassa, ovat osoittaneet, että dopamiinia tarvitaan paitsi kiinnittymiseen sielunkumppaniin myös aggressioon vieraita kohtaan. Tällaiset vaikutukset voivat vaikuttaa miehiin ja naisiin eri tavoin: toisten on suojeltava aluetta, toisten on kiinnittyttävä ja oltava ystävällisiä. Ehkä tämä vastaus tuntuu myös Toxoplasmaan tartunnan saaneiden miesten ja naisten käyttäytymiseroissa - vaikka ihmiset eivät tietenkään ole hiiriä, eikä Toxoplasman käyttöliittymä ole niin kätevä.
Mutta toksoplasmat eivät opi erehdyksistään ja jatkavat avaruusalusten loukkaamista: alueilla, joilla puhtaanapito ei ole kovin suosittua ja ruokaan pääsee paljon raakaa lihaa, yli puolet ihmisistä muodostaa vasta-aineita toksoplasmalle. Tämä tarkoittaa, että he ovat sairaita tai ainakin tavanneet näitä loisia aiemmin. Ei ole helppoa parantaa tätä infektiota antibiooteilla: jossain, loisen lepotilassa oleva muoto - kysta, joka on aina valmis lisääntymään uudelleen, selviää jossain. Ja taas ihminen ei ole enää tarkalleen hän, vaan toksoplasman avaruusalus, jota ohjataan sisältä ja joka pyrkii saavuttamattoman kissan sisälle.
Mutta zombie-apokalypsille on muitakin skenaarioita. Kasvit eivät voi olla vain uhreja, koska niistä saadut huumeet voivat päihdyttää ihmisiä. Tarina siitä, kuinka kemistit tutkivat kannabinoidireseptoreita (jotka reagoivat paitsi narkoottisiin kannabinoideihin, myös moniin kehon sisäisiin välittäjäaineisiin) vahingossa aiheuttivat "zombeja" New Yorkin kaduilla, ei ole apokalypsiä käsittelevän elokuvan juoni, vaan todellisen teema tieteellinen artikkeli julkaistiin The New England Journal of Medicine -lehdessä tammikuussa 2017.
Viime vuoden 12. heinäkuuta lähetettiin nopean toiminnan yksiköitä etsimään ja vangitsemaan pahoja ihmisiä, jotka käyttäytyvät aivan kuin zombit. New Yorkin Brooklynissa löydettiin yhteensä 33 ihmistä, jotka vaelsivat kaduilla mekaanisesti tyhjillä, käsittämättömillä silmillä. Ihmiset hitaasti, kuten somnambulistit, liikkuivat kätensä ja urisivat kuin todelliset zombit. Kahdeksasta äskettäin lyödystä "zombista" testattiin virtsa ja veri. 17 päivän mittaisen tutkimuksen jälkeen tutkijat pystyivät selvittämään, että syyllinen oli äskettäin syntetisoitu kannabinoidi huumeiden etsimiseen, jonka ihmiset ostivat kasviperäisen lääkkeen AK-47 24 Karat Gold varjolla, joka vaikutti ensimmäisen tyyppisiin kannabinoidireseptoreihin.
Lue jatko täältä.
Ekaterina Mishchenko