Το έδαφος είναι γεμάτο από πτώματα, που έχουν πεθάνει από ένα θανατηφόρο παράσιτο. Καθώς τα σώματα κρύβονται με την αυξανόμενη αναπαραγωγή του παρασίτου, αρχίζουν να βρωμούν και να ανάβουν ένα φωτεινό ηλεκτρικό μπλε. Τελικά, έσκαυσαν να αποκαλύψουν την επόμενη γενιά δολοφόνων, που σέρνουν από τα ερείπια για να βρουν το επόμενο θύμα τους. Όχι, αυτή δεν είναι η επόμενη ταινία πανδημίας: είναι μια καθημερινή σκηνή που τροφοδοτείται από μια σύμπραξη βακτηρίων-σκουληκιών. Τώρα, οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν καλύτερα αυτό το δυναμικό δίδυμο και να τις μετατρέψουν σε εμπορικό προϊόν προς όφελος των αγροτών.
σχετικό περιεχόμενο
- Το Χόλιγουντ δεν έχει τίποτα σε αυτές τις πραγματικές ζωές Απόκριες τρόμου
- Είμαι επίσημα ερωτευμένος με κατσαρίδες
- Παρασιτικές σφήκες μετατρέπουν αράχνες σε υφαντές ζόμπι
Ο μπεζ, μισός χιλιοστόμερος νηματώδης σκουλήκι μοιάζει σχεδόν με παρασιτική απειλή. Αυτά τα μικροσκοπικά crawlers περνούν το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου τους κολυμπώντας μέσα στο έδαφος, περιστασιακά στέκεται στις ουρές τους και σπρώχνοντας τα μικρά κεφάλια τους στην επιφάνεια. Αλλά πραγματικά, απλώς φτάνουν στο χρόνο τους. Μόλις αισθάνονται ότι ένα ανυποψίαστο έντομο είναι έτοιμο να ξυλιέται από, ενέχουν. Ένας νηματώδης μπορεί να ξεκινήσει σαν ένα cannonball από το έδαφος, προβάλλοντας τον εαυτό του μέχρι 10 εκατοστά για να μολύνει το άτυχο θήραμά του.
Μετά την προσγείωση σε ένα θύμα, το νηματώδες συρρέει μέσα στα έντομα του εντόμου μέσω οποιουδήποτε στομίου που μπορεί να βρει ή χτυπάει το δρόμο του χρησιμοποιώντας ένα ειδικό δόντι. Αυτό το παράσιτο είναι τόσο μικρό που το θύμα του δεν αισθάνεται τίποτα. Αλλά το σκουλήκι φέρει ένα θανατηφόρο όπλο στο έντερο του, περιμένοντας να αναρριχηθεί: το βακτήριο Photorhabdus luminescens . Οι τοξίνες που παράγει αυτό το βακτήριο είναι τόσο ισχυρές ώστε 10 κύτταρα μπορούν να σκοτώσουν ένα έντομο σε μόλις 24 ώρες. Τα βακτήρια απελευθερώνουν επίσης χημικές ουσίες που εμποδίζουν το πτώμα από την αποσύνθεση, έτσι ώστε τα νηματώδη να έχουν πάντα ένα φρέσκο γεύμα για σνακ. Σκεφτείτε το ως το απόλυτο κρεβάτι και πρωινό.
Τα νηματώδη τρώνε το γέμισμα τους για περίπου δύο εβδομάδες, ή μέχρι να φτάσουν στην κατοχή τους. Στη συνέχεια, εκρήγνυνται μέσα από το πτώμα στο έδαφος, σε μια ζωντανή εκδοχή της σκηνής από τον Εφιάλτη του Tim Burton πριν από τα Χριστούγεννα, όταν ο Oogie Boogie ξετυλίγεται στις ραφές για να αποκαλύψει μια συρρέουσα αποικία σφαλμάτων. Στο δρόμο τους έξω από τον ξενιστή, κάθε νηματώδους επαναφορτίζει το θανατηφόρο βακτηριακό οπλοστάσιό τους, παγιδεύοντας μερικά κύτταρα Photorhabdus . Στη συνέχεια επιστρέφουν στην εξέδρα για να βρουν το επόμενο θύμα τους.
Αυτό που οι νηματώδεις και οι βακτηριακοί βοηθοί τους δεν θέλουν είναι για ένα αρπακτικό να αρπάξει το αγαπημένο τους πτώμα στο σπίτι πριν να έχουν την ευκαιρία να ολοκληρώσουν τον κύκλο ζωής τους. Και έξω στον κήπο σας, είναι ένας κόσμος σκυλιών-τρώνε-σκύλων: Μεγαλύτερα σφάλματα, μικρότερα σφάλματα με μεγάλες ορέξεις όπως τα μυρμήγκια ή ακόμα και πουλιά που αναζητούν ένα γεύμα είναι όλα πρόθυμα να απομακρύνουν ένα αβοήθητο πτώμα εντόμων για τροφή. Εκεί μπαίνουν και πάλι οι βακτηριακοί φίλοι.
Το Photorhabdus δεν σταματάει να σκοτώνει τον ξενιστή εντόμων, οπότε το νηματώδες μπορεί να φάει και να κάνει τα μωρά απρόσκοπτα. Μετατρέπουν επίσης το πτώμα σε ένα θορυβώδες θέαμα που θα μπορούσε να λειτουργήσει ως αμυντική στρατηγική. Πρώτον, τα βακτήρια εκκρίνουν τις χημικές ουσίες που μετατρέπουν το σώμα των εντόμων σε κόκκινο τούβλο, μια κοινή προειδοποίηση εντόμων που λέει "Μην τρώτε με! Είμαι ακαθάριστος! "
Για τα αρπακτικά ζώα που δεν είναι τόσο οπτικά απαιτητικά, τα βακτήρια εκπέμπουν επίσης μια φοβερή δυσωδία. Πόσο απαίσιο? "Μυρίζουν πολύ κακά", λέει η Rebecca Jones, λέκτορας της γενετικής του πληθυσμού στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ που μελετά αυτό το ντουότο των νηματωδών-βακτηριδίων. "Δεν μυρίζει σαν κάτι να αποσυντεθεί ή να σαπίζει". Αντίθετα, λέει, μυρίζουν σαν την πυραζίνη, μια οργανική ένωση που οι ανθρωπολόγοι γνωρίζουν ότι κουδούνια συναγερμού έντομα. Για όσους δεν είναι εμπειρογνώμονες bug, ο Jones λέει, "Είναι λίγο σαν αμύγδαλα."
Σαν να μην ήταν αρκετό, ως τελικό άγγιγμα, τα βακτηρίδια βιολινούσαν από μέσα, κάνοντας το λυσσάρι τους να ανάβει σαν λαμπερό γαλάζιο φανάρι.
Αυτό το πτώμα πεταλούδων κηρού κατέχει χιλιάδες νηματώδεις, οι οποίοι ξέσπασαν με τους βακτηριακούς εταίρους τους για να αναζητήσουν τα επόμενα θύματα τους. (Peggy Greb, USDA Υπηρεσία Γεωργικής Έρευνας) Αλλά δεν είναι όλα αυτά λίγο υπερβολικά; Ο Τζόουνς πιστεύει ότι όλα είναι μέρος μιας συντονισμένης προσπάθειας να είναι όσο πιο περίεργα γίνεται όσο πιο δυνατό, επιτρέποντας στους νηματώδεις να μένουν ασφαλείς και να ασχολούνται με το εσωτερικό τους. "Η υπόθεσή μας είναι ότι έχουν ένα φάσμα αμυντικών για να προστατεύσουν την παρασιτική αποικία από την εξόντωση από μια ολόκληρη σειρά διαφορετικών αρπακτικών", λέει ο Jones, ο οποίος είναι ο πρώτος συγγραφέας σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Animal Behavior που επιδιώκει να πειράξει εκτός αυτών των αμυντικών στρατηγικών.
"Συνδυάζοντας δύο, τρία ή και τέσσερα σήματα μαζί, ίσως αυτό δημιουργεί καλύτερη προστασία για την παρασιτική κοινότητα", λέει.
Για να ξεδιπλώσει το παζλ, ζήτησε βοήθεια από μερικούς αρπακτικούς πτηνών: άγρια μεγάλα βυζιά, τα οποία προέρχονται από μια περιοχή της Φινλανδίας όπου δεν απαντάται συνήθως το νηματώδες της Heterorhabditis. Αυτό ήταν σημαντικό, επειδή τα πουλιά δεν είχαν προκαταλήψεις για το πώς αυτά τα έντομα θα πρέπει να φαίνονται ή να μυρίζουν, κάνοντάς τα τα ιδανικά θέματα δοκιμής.
Για τα πειράματά της, ο Jones παρουσίασε ξεχωριστά 30 μεγάλα βυζιά με μια επιλογή από οκτώ κηρώδεις προνύμφες που είχαν μολυνθεί με νηματώδη. Το πείραμα αποσκοπούσε να προσδιορίσει εάν το χρώμα, το άρωμα ή ο συνδυασμός των δύο ήταν το ισχυρότερο αποτρεπτικό. Στις δοκιμασίες που αφορούσαν μόνο το άρωμα χρησιμοποιούσε μη μολυσμένα, κανονικά λευκά κηρώδη σκουλήκια σε ένα πιάτο, με ψιλοκομμένα, μολυσμένα σκουλήκια κρυμμένα από κάτω. Για να δοκιμάσει μόνο το χρώμα, έβαλε κόκκινα, μολυσμένα σκουλήκια σε ένα διαυγές, αδιαπέραστο από την οσμή δοχείο και μετρούσε πόσες φορές τα πουλιά προσπάθησαν να τα πεταχτούν.
"Το πιο εκπληκτικό πράγμα που είδαμε ήταν ότι δεν ήταν ο συνδυασμός στρατηγικών που λειτουργούσαν καλύτερα", λέει ο Jones. Ενώ η κόκκινη προειδοποιητική απόχρωση και η τρομερή μυρωδιά λειτουργούσαν ανεξάρτητα, η χρήση τους μαζί δεν ήταν τόσο αποτελεσματική όταν ήρθε η αποφυγή του θανάτου από μεγάλα βυζιά. Όπως αποδεικνύεται, τα πουλιά ήταν περισσότερο αντίθετα στο να τρώνε απλά παλιά μουντά έντομα. "Έχοντας το άρωμα από μόνη της τείνει να επισκιάσει ακόμη και τις δοκιμές χρώματος και μυρωδιάς που κάναμε", λέει ο Jones.
Οι επιστήμονες θεώρησαν ότι το οσφρητικό θέαμα που βγήκε στα βακτηρίδια ήταν «σαν σημάδι μη κενής θέσης σε ένα μοτέλ, λέγοντας« μην με τρώτε, είμαι φρικτός »», λέει ο Richard Ffrench-Constant, καθηγητής μοριακής φυσικής ιστορίας στο το Πανεπιστήμιο του Exeter που δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Αυτά τα αποτελέσματα παρουσιάζουν ένα ισχυρό παράδειγμα συμβίωσης σε δράση. Τα βακτηρίδια δεν μπορούν να επιβιώσουν μόνοι τους μέσα στην άγρια φύση. χρειάζονται το νηματώδη για να τα μεταφέρουν από ένα έντομο σε άλλο. Αντίθετα, το νηματώδες χρειάζεται τα βακτηρίδια να σκοτώσουν τον ξενιστή και να αποτρέψουν την κατανάλωσή του. Το Ffrench-Constant βλέπει αυτό ως ένα άλλο συναρπαστικό παράδειγμα από το πεδίο ανάπτυξης της επιστήμης μικροβίων. «Είμαστε στην κορυφή ενός μεγάλου παγόβουνου» όταν πρόκειται για τη συγκεκριμένη βακτηριακή συνεργασία, λέει. "Υπάρχουν τόσα πολλά γι 'αυτά τα σφάλματα που δεν καταλαβαίνουμε."
Ενώ τα νηματώδη μπορούν να επιτεθούν πάνω από το έδαφος, κάνουν το μεγαλύτερο μέρος της θανάτωσής τους κάτω από την επιφάνεια, κινούνται σε πακέτα κάτω από την επιφάνεια και εντοπίζουν το θήραμά τους με χημικά σήματα. Για το λόγο αυτό, λέει η Ffrench-Constant, οι αμυντικές στρατηγικές των βακτηριδίων θα είχαν καταδειχθεί καλύτερα χρησιμοποιώντας τα μυρμήγκια αντί για τα πουλιά. "Δεν μπορώ να πείσω τον εαυτό μου ότι στον κήπο σας, όταν αυτά τα πράγματα σκοτώνουν τα κηρώδη σκουλήκια, πρόκειται να είναι βυζιά που καταλήγουν να είναι οι κυριότεροι θηρευτές", λέει.
Άλλα μυστήρια αφθονούν. Για παράδειγμα, οι χημικές ενώσεις που εκκρίνονται από αυτούς τους αριθμούς βακτηριδίων στις χιλιάδες, και οι ερευνητές δεν έχουν ακόμα ιδέα για το τι χρησιμοποιούν. "Λοιπόν, " λέει η Ffrench-Constant, "εάν αυτή η χημική ουσία απωθεί τα μυρμήγκια ή απωθεί τα πουλιά, τότε τι κάνει το άλλο 999;"
Ενώ υπάρχουν ακόμα πολλά να καταλάβουν, οι αγρότες έχουν ήδη επωφεληθεί από αυτό το ισχυρό, ελαφρύ δίδυμο. Οι αγρότες μπορούν να αγοράσουν δεξαμενές νηματωδών για ψεκασμό στα χωράφια τους ως εναλλακτική λύση χημικών παρασιτοκτόνων, χάρη στους ερευνητές που κατανοούν αποτελεσματικούς τρόπους μαζικής παραγωγής αυτών των σφαλμάτων στο εργαστήριο. Τα νηματώδη μάλιστα έχουν χρησιμοποιηθεί για να σώσουν τα πορτοκαλιά της Φλόριντα από την κατάρρευση στις πεινασμένες γνάθες των ριζών των ριζών των εσπεριδοειδών.
Οι αγρότες και οι εγχώριοι κηπουροί αρχίζουν τελικά να καλύψουν τα όσα τα φυτά φαίνεται να έχουν γνωρίσει όλα αυτά. Αν και ο Jones δεν έχει πάρει τους νηματώδεις από το εργαστήριο για κάποιο εξωσχολικό πειραματισμό - το διαμέρισμά της στο Λίβερπουλ δεν έχει κήπο - εξακολουθεί να κηρύττει το παρασιτικό ευαγγέλιο των νηματωδών. Λέει, "Έχω πει στον παππού μου και έχει βγει να αγοράσει μερικούς και να πει όλους τους φίλους του. Είναι μια μικρή κοινότητα κηπουρικής νηματωδών. "
