Getur ein lífvera náð stjórn á líkama annarrar?

Flestir telja að dýr hreyfi og ráði sér sjálf. En í lífheiminum er þekkt að lífverur nái valdi á dýri og geti stjórnað hegðan þess. Það er hins vegar afar sjaldgæft og dæmin um slíkt eru undantekningar.

Hárormar (e. hairworms) eru hryggleysingjar sem sýkja tiltekin skordýr, þar á meðal engisprettur. Hárormar þroskast í vökva, í litlar og brynjaðar lirfur. Þar bíða þær eftir að lirfur annarra hryggleysingja (til dæmis engispretta) gleypi þær í sig. Við það virkjast hárormarnir og brjóta sér leið úr meltingarveginum inn í líkamshol engisprettunnar þar sem þeir vaxa og dafna, oft margir saman og sumir nokkrir cm á lengd. Engisprettur lifa á landi en hárormar þurfa að komast í vatn til að fjölga sér. Athuganir benda til þess að engisprettur sýktar af hárormum séu líklegri en ósýktar til að falla í vatn. Þetta hefur verið túlkað sem vísbending um að hárormarnir stýri engisprettunum í átt að vatni því ormarnir þurfa vatn fyrir æxlun sína. En líklegra er að hárormarnir raski venjulegu atferli engisprettanna, sem leiði til þess að þær detti oftar í vatn. Segja má að hárormarnir hafi áhrif á hegðan hýsilsins, en líklega er ofmælt að þeir stýri þeim til sjálfsmorðs.

Hárormur og dauð engispretta sem fundust í polli. Ormurinn hefur væntanlega vaxið og dafnað í engisprettunni sem svo hefur drepist við það að lenda í pollinum.

Annað dæmi um lífveru sem breytir hegðan dýrs, eru bandormar í hornsílum. Bandormar eru skæð sníkjudýr, og tegundin Schistocephalus solidus þarf þrjá hýsla til að loka lífsferli sínum. Fyrsta stigið er í krabbaflóm, annað í hornsílum og það þriðja í fuglum. Bent hefur verið á að hornsíli mikið sýkt af bandormum væru oftar étin af fuglum, og að það kæmi bandormunum til góðs. Hornsíli eru bráð margra tegunda og hegða sér venjulega samkvæmt því, fela sig í gróðri og forðast opið vatn og yfirborð þess. Bandormar koma sér fyrir í meltingarvegi hýsils og geta vaxið gríðarlega. Þeir tappa orku af hýsli sínum og þar með breytist hegðan hans þannig að hann syndir meira við yfirborðið og verður auðveldari bráð. Einnig er mögulegt að bandormar seyti efnum sem virka beint á taugakerfi hýsilsins eða trufli virkni ónæmiskerfisins og hafi þannig áhrif á hegðan hans.

Besta dæmið um lífveru sem stýrir dýri er sveppurinn Entomophthora muscae sem hefur áhrif á flugur. Hann sýkir flugur og fær þær til að klifra hátt upp, á strá eða trjábol, festa sig þar með lími á rananum, áður en hann yfirtekur líkama þeirra og framleiðir gró í milljónavís.

Bandormar af tegundinni Schistocephalus solidus geta vaxið gríðarlega í meltingarvegi hornsíla. Líklega breyta þeir hegðun sílanna þannig að þau verða auðveldari bráð fyrir fugla, sem er nauðsynlegur lokahýsill fyrir ormana.

En hví ættu sníkjudýr að breyta hegðan hýsla sinna? Þessari spurningu er best svarað með vísan í þróunarkenninguna. Almenna reglan er að náttúrulegt val er fyrir eiginleikum sem auka hæfni lífvera. Grundvallarforsendan er að breytileiki sé milli einstaklinga í einhverjum eiginleikum, til dæmis efnasamböndum hárorma sem geta haft áhrif á engisprettur. Ef breytileikinn í efnasamböndunum er arfgengur og ef hann hefur jákvæð áhrif á hæfni ormanna, þá mun eiginleikinn þróast. Hárormarnir þarfnast vatns fyrir mökunaratferli sitt og viðgang. Þeir eru sníkjudýr á skordýrum og þar sem skordýr eru flest á landi, er frekar ólíklegt að þau lendi í vatni þegar þau falla frá. Breytileiki í hárormum sem eykur líkurnar á því að engispretturnar lenda í vatni, hefur jákvæð áhrif á hæfni ormanna. Þannig geta einhverjir eiginleikar ormanna þróast, til dæmis efnasamband eða taugavirkjandi vefur, sem breyta hegðan hýsilsins orminum í hag.

Samskipti sníkla og hýsla þróast iðulega sem nokkurs konar vopnakapphlaup. Sníkillinn þróar með sér aðferðir til að sýkja fleiri, ná í meiri orku eða næringu, fjölga sér hraðar eða dreifa sér víðar. Hýslarnir þróa varnir, ónæmiskerfi, þekjur eða feldi, breyta hegðan sinni eða lífeðlisfræði, til þess að minnka afföllin sem þeir verða fyrir vegna sníkjudýranna.

Ávinningur sníkjudýra af því að breyta hegðan hýsla er ótvíræður. En ólíklegt er að nokkur lífvera nái algeri stjórn á annarri dýrategund, því bæði sníkill og hýsill lúta lögmálum þróunar.

Samantekt

Vísbendingar eru um að nokkrar tegundir sníkla og sníkjudýra breyti hegðan hýsla sinna.
Lögmál þróunar útskýra tilurð aðlagana sem gera sníkjudýrum kleift að hafa áhrif á dýr.
Líklegt er að hýslar þrói varnir gegn atferlisbreytandi áhrifum sníkjudýranna.

Ítarefni, heimildir og myndir:

Thomas F, Schmidt-Rhaesa A, Martin G, Manu C, Durand P, Renaud F. 2002 Do hairworms (Nematomorpha) manipulate the water seeking behavior of their terrestrial hosts? Journal of Evolutionary Biology 15:356–361. 10.1046/j.1420-9101.2002.00410.x
Fleur Ponton ofl. 2011. Water-seeking behavior in worm-infected crickets and reversibility of parasitic manipulation. Behavioral Ecology. 2011 Mar-Apr; 22(2): 392–400. 10.1093/beheco/arq215
Theo C. M. Bakker og James F. A. Traniello 2017, Behave in your parasite’s interest. Behavioral Ecology and Sociobiology 71:44.
Horsehair Worm | Flickr. Höfundur myndar: Alastair Rae. Birt undir CC BY-SA 2.0 leyfi. (Sótt 15. 11. 2018).
Stickleback with Schostocephalus.jpg - Wikimedia Commons. Höfundur myndar: Jarle Tryti Nordeide. Birt undir CC BY-SA 4.0 leyfi. (Sótt 15. 11. 2018).

Sendu inn spurningu

Getur ein lífvera náð stjórn á líkama annarrar?

Útgáfudagur

Spyrjandi

Efnisorð

Höfundur

Tilvísun

Frekara lesefni á Vísindavefnum

Vísindadagatalið

Þórir Jónsson Hraundal

Nýleg svör