by Poznámka redakce: Přihlaste se k odběru vědeckého zpravodaje CNN Wonder Theory. Prozkoumejte vesmír s novinkami o fascinujících objevech, vědeckém pokroku a dalších.
Niťkovití červi žijící ve útrobách určitého hmyzu způsobují, že jejich hostitelé skočí do vody a utopí se.
To, co vědci věděli o těchto parazitech podobných špagetám, bylo dost bizarní.
Larvy napadají členovce, jako jsou cvrčci a brouci, a vyvíjejí se několik měsíců uvnitř svých suchozemských hostitelů, ale musí se vrátit do vody, aby se spářili a nakladli vajíčka. Za tímto účelem červi manipulují s chováním hostitele, což způsobuje, že hledá vodu a potápí se. Paraziti se pak mohou vytlačit ze zadní části hostitele a plavat pryč.
Ale červi se stali mnohem cizími.
Genetická analýza odhalila, že žíněni – vědecky klasifikovaní jako kmen Nematomorpha – se před několika miliony let vydali evoluční oklikou, která je stála asi 30 % genů nalezených u všech ostatních zvířat.
Vědci objevili ztrátu, když sekvenovali genomy dvou druhů nematomorfů: sladkovodní vlasovec Acutogordius Australiansis a mořský druh Nectonema munidae.
Jaké geny chyběly?
Přestože chování červů bylo dobře prozkoumáno, o jejich genetice je známo jen málo. Vědci, kteří sekvenovali genomy A. aussisis a N. munidae doufali, že to změní, řekl Tauana Cunha, hlavní autor studie zveřejněné v úterý v časopise Current Biology. Cunha je nyní postdoktorandem v Field Museum of Natural History v Chicagu, ale výzkum začal jako doktorand na katedře organické a evoluční biologie na Harvardově univerzitě.
Když však vědci porovnávali jejich genomy červů žíněných s genomickými informacemi od jiných zvířat, něco chybělo, řekl Cunha CNN.
“Existuje daná sada genů, které by se měly nacházet ve všech skupinách zvířat,” řekla. “Používá se jako metrika kvality vašeho genomu.” Stejný shluk genů – asi 200 celkem – chyběl u obou druhů žíněných červů, což naznačuje, že šlo spíše o genomický vtípek v shluku než o chybu v datech.
Další analýza odhalila, že vývoj řas řídily geny, uvedli autoři studie.
Tyto geny, které existují také v jednobuněčných organismech nazývaných protistové a v některých rostlinách a houbách, regulují vývoj krátkých vláskových struktur na buněčné úrovni nazývaných řasinky. Cilia fungují jako senzory, pomáhají buňkám pohybovat se a filtrovat mikroby a zbytky. Ocas spermie je jediná specializovaná řasinka; řasinky také pomáhají mikroskopickým organismům plavat a zachytávat potravu. Tyto struktury pokrývají povrchy našich plic a dýchacích cest a prorůstají do buněk naší sítnice.
O pohybech červů zůstávají záhady
Jakkoli jsou řasy užitečné, zdá se, že červi z koňských žíní se bez nich obejdou, uvedli vědci. Předchozí studie nematomorfů zaznamenaly, že jim chybí řasinky, ale to nebylo prozkoumáno na genetické úrovni. Nová studie představuje nový pohled na anomálii, „kombinující molekulární data o celém genomu a podrobné morfologické pozorování,“ řekl biolog Keiichi Kakui, docent na katedře biologických věd na univerzitě ‘Hokkaido v Japonsku.
Kakui, který se na novém výzkumu nepodílel, byl hlavním autorem studie, která identifikovala nejranější známé příklady juvenilních mořských červů u hlubinných korýšů zvaných stejnonožci. Ale není jasné, jak se tito paraziti pohybují ve svém prostředí, zvláště když jim chybí základní smyslové struktury, které má většina zvířat, řekl Kakui CNN v e-mailu.
“Je pro mě těžké si představit, jak tento druh najde a vstoupí do svého hostitele v (rozlehlém) hlubokém oceánu,” řekl Kakui.
K dnešnímu dni vědci identifikovali několik stovek druhů sladkovodních žíněných červů a pět druhů mořských žíněných červů. Mořské žíněné červy tráví celý svůj život ve vodě, ale sladkovodní druhy jsou vodní pouze jako dospělí. Manipulace s chováním hostitelských zvířat je známa pouze u sladkovodních druhů.
Protože linie mořských a sladkovodních červů se před miliony let rozcházely, ke genetické ztrátě pravděpodobně došlo u předka a obě linie zdědily genomy, které postrádají geny pro řasy, vysvětlil Cunha. “Sekvenováním více druhů vlasovců bychom pro to našli ještě více důkazů.”
Podle Kakui je práce „velkým krokem vpřed“, přičemž genomická data nabízejí cenné poznatky o fylogenetických vztazích a vývoji parazitismu u nematomorfů a jejich blízkých příbuzných.
Další paraziti „ovládající mysl“.
Paraziti, kteří modifikují chování hostitele, se vyskytují v mnoha různých skupinách. Ophiocordyceps – houbová inspirace pro infekci “cordyceps” v seriálu HBO ‘The Last of Us' – unese mravencův mozek a přinutí ho vylézt na vysoké hřady, kde zemře, zatímco houba praskne z jeho mrtvoly. Prvok Toxoplasma gondii potlačuje strach z predátorů hlodavců a činí infikované vlky lehkomyslnějšími ohledně dynamiky smečky. Parazitoidní vosy, které kladou vajíčka do housenek, také poskytují chemikálie, které proměňují hostitele v bodyguardy vosích mláďat.
Výše uvedené video, které pořídil entomolog Bruno de Medeiros, asistent kurátora hmyzu v Field Museum of Natural History, ukazuje sladkovodní žíněné červy v Muir Woods National Monument v Kalifornii.
Vědci stále dávají dohromady molekulární mechanismy, které spouštějí tyto změny chování. Více genomických dat umožní výzkumníkům porovnávat geny a identifikovat jejich role při kontrole chování více parazitických druhů, řekl Cunha.
“Sdílejí nějaké podobnosti v těchto mechanismech – v těchto genech, které mají nebo nemají?” ona říká. “Toto jsou některé z otázek, na které se budeme moci lépe zaměřit, když nyní budujeme více genomických zdrojů pro různá zvířata, která dříve nebyla zastoupena.”
Pro více novinek a newsletterů na CNN si vytvořte účet na CNN.com
