By "kontrolować umysł" żywiciela, kradną mu geny

Nitnikowce to pasożytnicze organizmy spokrewnione z nicieniami, które mogą pochwalić się niezwykle skomplikowanym cyklem życiowym. Pasożyty rodzą się w wodzie i wykorzystują wodne owady, aby dostać się na suchy ląd. Tam zostają zjedzone przez owady lądowe, na przykład świerszcze lub modliszki. Pasożyty zaczynają rosnąć wewnątrz żywicieli, a gdy są gotowe do rozrodu, przejmują nad nimi kontrolę i zmuszają do skoku do wody. Żywiciele topią się, a nitnikowce opuszczają ich ciała, by domknąć cykl życia.

Poprzednie badania przeprowadzone na tej grupie bezkręgowców wykazały, że nie posiadają one pełnego zestawu genów, którymi charakteryzują się wszystkie zwierzęta. Jak pokazują wyniki naukowców z Centrum Badania Dynamiki Biosystemów RIKEN (BDR) w Japonii, nitnikowce (łac. Nematomorpha) wcale nie potrzebują swoich genów do "kontroli umysłów" - wystarczą im cudze.

Aby sterować zachowaniem owadów, nitnikowce zalewają układ nerwowy ofiary mnóstwem cząsteczek naśladujących te produkowane przez jej organizm. Aby sprawdzić, skąd wzięła się ta niezwykła umiejętność, autorzy badania opublikowanego kilka dni temu w czasopiśmie "Current Biology" przeprowadzili analizę ekspresji genów w ciele pasożyta z rodziny Chordodes przed, w trakcie i po manipulowaniu modliszką.

Jak zauważyli badacze, w trakcie sterowania żywicielem zmianie uległa ekspresja ponad 4000 genów nitnikowców. Z drugiej strony, aktywność genów modliszek nie zmieniła się w stosunku do zdrowych osobników, co pokazywało, że manipulacja leży po stronie pasożyta. Naukowcy przeszukali bazę białek, aby zbadać pochodzenie genów wykorzystywanych przez Chordodes do sterowania modliszkami.

- Uderzające jest to, że wiele genów nitnikowców, które mogą odgrywać ważną rolę w manipulowaniu żywicielami, było bardzo podobnych do genów modliszek. Sugeruje to, że zostały one nabyte poprzez horyzontalny transfer genów - wyjaśnił Tappei Mishina, główny autor badania.

Horyzontalny transfer genów to proces biologiczny, w którym geny są przenoszone z jednego organizmu do drugiego, ale nie poprzez rozmnażanie. Może on mieć znaczące konsekwencje ewolucyjne, umożliwiając organizmom szybkie nabywanie nowych genów lub funkcji, potencjalnie pomagając im dostosować się do nowych środowisk lub stylów życia.

Hipotezę tę potwierdził fakt, że ponad 1400 genów Chordodes do złudzenia przypominało te występujące u modliszek, ale były one nieobecne lub bardzo zmienione u nitnikowców infekujących inne owady. Autorzy doszli do wniosku, że geny te były gromadzone przez nitnikowce przez wiele lat, z pokolenia na pokolenie.

Horyzontalny transfer genów jest jednym z głównych sposobów ewolucji bakterii opornych na antybiotyki. Mishina przekazał, że badanie tego procesu, może dać nam lepszy wgląd w to zjawisko, jak również w ogólne procesy ewolucyjne.

- Korzystając z tego modelu, mamy nadzieję zidentyfikować mechanizmy leżące u podstaw horyzontalnego transferu genów i pogłębić nasze zrozumienie ewolucyjnej adaptacji - dodał autor.