Zombių technika laukinėje gamtoje
Kol vieni žmonės gąsdina zombiais per televiziją ir sąmokslo teorijas, o kiti pusiau juokais gimdoje esantį vaisių vadina parazitu, kuris ja manipuliuoja, tikri manipuliatoriai parazitai sėkmingai pajungia savo šeimininkus, paversdami juos zombiais. Šios schemos veikia dešimtis milijonų metų, o ne kai kurie apgailėtini dešimtys šimtmečių, o istorinis „Homo Sapiens“laikotarpis tęsiasi. Kiti biologiniai „zombiai“- „vaikštantys numirėliai“- tykojo ant evoliucijos medžio šakų ir net mūsų ląstelių viduje. Dar kiti eina gatvėmis ir mano, kad visi aplinkui jau yra mirę, o tai reiškia, kad galima padaryti nusikaltimus, nes jiems tai jau neberūpi. Taigi, ką mokslininkai vadina zombiais ir kur juos rasti? Išsiaiškinkime.
Zombis po mikroskopu
Pradėkime nuo to, kad ne tik visą organizmą, bet ir atskiras ląsteles galima priversti pakilti iš numirusių ir pasilenkti pagal savo valią. Mycobacterium tuberculosis puikiai žino, kaip tai padaryti. Ši bakterija, sukelianti tuberkuliozę, dauginasi žmogaus kūno ląstelių viduje. Jis taip pat nusėda makrofagų viduje - imuninėse ląstelėse, kurios valgo pavojingus „pašalinius“. Po infekcijos makrofagų membrana tampa nesandari, o tai beveik visada reiškia tam tikrą ląstelės mirtį. Tačiau mikobakterijos nenori taip lengvai prarasti „inkubatorių“, todėl neleidžia beveik mirusioms ląstelėms žūti iki galo, paverčiant jas zombių gamyklomis, kurios gali gaminti naujas tuberkuliozės bacilas ir pasislėpti nuo antibiotikų terapijos.
Jei dar labiau susitraukite ir pažvelgsite dar giliau, zombių galima rasti visuose mūsų. Be to, be jų mes negalėtume gimti. Bent jau taip mano „zombių centriolių“hipotezės, paskelbtos moksliniame žurnale „Frontiers in Cell and Developmental Biology“, autoriai. Centriolis yra devyni mikrovamzdelių trigubai (trynukai). Centrioliai „orkestruoja“ląstelių dalijimąsi, formuodami dalijimosi verpstę, kuri ištraukia chromosomas (arba jų puses, atsižvelgiant į dalijimosi tipą) į ląstelės polius. Nustatyta, kad daugumoje gyvūnų lytinio dauginimosi metu centriolės paveldimos iš tėvo, tačiau žmonėms ir kitiems žinduoliams, taip pat vabzdžiams, spermos centriolės yra modifikuotos (arba jų iš viso nėra). Iš kur tada atsiranda dvi apvaisinto kiaušinėlio centriolės? Pavyzdžiui, vabzdžių spermos ląstelėje yra tik vienas centriolis. Žmonėms nieko nėra aišku: atrodo, kad kai kurie mokslininkai apvaisintame kiaušinėlyje pastebėjo net tris, o ne įprastus du, o pelėje centriolių visai nebuvo, kol ląstelė nepasidalijo į 32 ar 64.
Atsakymas, pasak straipsnio autorių, yra paprastas: spermatozoidų ląstelėje yra dvi centriolės, tačiau viena iš jų yra modifikuota, suskaidyta. Tačiau „negyva“centriolė gali dalytis ir veikti neatkurusi įprastos formos. „Dėl to, kad jie vienu metu yra degradavę („ mirę “) ir funkcionalūs („ gyvi “), mes juos pavadinome zombių centriolėmis“, - rašo darbo autoriai. Kai centriolės tręšiamos į zigotą, šis zombio centriolis gali suformuoti dukteriai įprastą centriolę, taigi yra trys centriolės.
Dar keisčiau nei zombių centriolės (bet tikrai egzistuojančios tikrovėje) yra zombių voverės. Mokslininkai iš Anglijos, Australijos ir Norvegijos parašė visą apžvalgą apie juos ir skundėsi, kad „zombių baltymai“, neturintys fermentinio aktyvumo, švelniai tariant, nėra palankūs jų kolegoms.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Ir visiškai veltui: jie yra visose gyvųjų karalystėse ir užima 10-15% genomo. Jei jų nereikėtų, natūrali atranka juos pamažu išvalytų (taip pat malonu švaistyti energiją nenaudingo šlamšto sintezavimui), tačiau taip nenutinka. Ir jei mes pradėsime suprasti, kad net ir nekoduojanti, „šiukšlių“DNR iš tikrųjų ne tik užima vietą genome veltui, tai koduojantys genai, iš kurių gaminami nefunkciniai baltymai, tikrai turėtų būti prasmingi. Tokie „zombiai“gali paveikti jų veikiantį prototipą, perjungti jo veiklą, pritvirtinti jį reikiamoje ląstelės vietoje - tai yra, visiškai išgyventi po „funkcinės mirties“.
Ir zombis sėdi ant šakų
O augalai? Savo istorijoje nepelnytai apeisime juos. Be to, jie taip pat gali tapti zombiais. Dėl fitoplazmos bakterijų zombių augalai vietoj gėlių ant šakelių augina lapus. Jie nebegali daugintis ir, kaip ir tuberkuliozės bacilų kolonizuoti makrofagai, tampa bakterijų gamybos fabrikais.
Vienaląsčiai augalai padaro augalus silpnos valios vergais, pasitelkdami baltymą SAP54, kuris sąveikauja su MADS domeno baltymais (ne, jie atsakingi ne už beprotybę, o už gėlės susidarymą). Evoliucijos metu bakterinis baltymas SAP54 išmoko priminti K domeno baltymą, kuris paprastai sąveikauja su MADS, todėl įsilaužė į augalų kontrolės prieigos sistemą.
Bet „zombiais“gali tapti ne tik augalų šakos. Mokslininkai taip pat gali vadinti evoliucijos medžio šakas. Daug diskusijų vyksta apie žinduolių vystymosi modelį po kreidos-paleogeno išnykimo, kuris sunaikino dinozaurus ir daugelį kitų gyvūnų bei augalų. Yra dvi šių įvykių versijos. Pagal pirmąjį „sprogstamąjį“modelį su „ilgojo saugiklio sprogstamuoju modeliu“, skirtingų rūšių protėviai pirmiausia išsiskyrė žinduolių klasėje, o tada atsirado kiekvienos rūšies rūšys. Trumpas saugiklio sprogstamasis modelis daro prielaidą, kad šie įvykiai įvyko beveik vienu metu. Neseniai buvo pasiūlytas „minkšto sprogimo“modelis, pagal kurį kai kurios linijos atsirado kreidos periodu, o po išnykimo įvyko pagrindinis „sprogimas“.
Pastarojo modelio problemos ir silpnybės atskleidžia vaiduoklių šakas ir zombių šakas, iškilusias ant evoliucijos medžio. Pirmieji atsiranda dėl to, kad iškastinis įrašas yra neišsamus: protėvių nerasta, o palikuonys buvo vietoje. Pastarieji yra problemiškesni, nes jie įvyksta anksčiau, nei molekuliniai duomenys numatė jų protėvių grupių skirtumus.
Straipsnio „Molekulinė filogenetika ir evoliucija“autoriai analizuoja visus tris modelius ir argumentuoja „ilgą saugiklių laidą“, parodydami, kad skirstymas tvarkos lygiu greičiausiai prasidėjo kreidoje. Ši koncepcija leidžia mums nugalėti zombių šakas ir patobulinti evoliucinį žinduolių medį.
Teroristiniai kirminai vėžių ir skruzdžių viduje
Evoliucijos metu parazitai įgijo platų zombių technologijų rinkinį. Čia naudojamos visos priemonės: manipuliavimas, tikėjimas savo jausmų signalų melagingumu, karai su imunitetu ir padirbti hormonai.
„Neuroparazitologija yra mokslas, ties mokslinės fantastikos riba“, - rašo Michaelas Dickinsonas, Vašingtono universiteto „The Journal of Experimental Biology“redaktorius. Ši frazė pagardinta siaubo ir susižavėjimo mišiniu: nuo prašymo „nevalgyk manęs, aš vis tiek būsiu tau naudingas“, nukreipto į kažkieno imuninę sistemą, iki klastingos manipuliacijos ir savininkų zombinimo - vienas žingsnis. Ir jūs galite tai išgyventi suklastodami molekules, kurios naudojamos ryšiui palaikyti per šeimininko ląsteles.
Kartais atrodo, kad tai neturi daug prasmės. Yra gammarusinių vėžiagyvių, kurie priklauso amfipodų būriui (jie taip vadinami, nes jie tiesiogine prasme plaukia į šoną). Bet kai juos užpuola parazitai, vėžiagyviai praranda savęs kontrolę ir pradeda judėti kaip ir visi kiti vėžiagyviai, netgi plaukia į šviesą, užuot nuo jos pasislėpę.
Gammarus vėžiagyvis. Su Julie / Flickr
Todėl juos dažniau valgo žuvys, į kurias parazitas turi patekti. Mokslininkai galėjo paveikti gumbų judėjimą serotoninu ir parodė, kad parazitai greičiausiai veikia imuninį atsaką, dėl kurio vėžiagyvių nervų sistema tampa uždegima. Dėl to sutrinka neurotransmiterio serotonino, tarpinės molekulės, perduodančios signalus tarp nervų ląstelių, taip pat tarp nervų ir kitų ląstelių, darbas. Vėžiagyvis neteisingai priima regėjimo ir uoslės signalus ir plaukia link savo mirties.
Būna, kad parazitai turi praleisti „vaikystę“viename organizme, „paauglystę“kitame, o užaugti trečiame. Šitaip savo gyvenimą išgyvena kirminas, lancetiškas dribsnis Dicrocoelium dendriticum.
Jo kiaušinėliai turėtų gulėti dirvožemyje, būsimi žvyneliai siunčiami į sraigės viduje esantį „darželį“. Kitame etape jie kurį laiką laisvai plaukia cercariae lervų su uodega pavidalu, tada juos praryja skruzdė, po to jie tampa metacercariae.
Bet ne visos cerkarijos praeis per skruzdžių „mokyklą“: vienai iš jų lemta mirti, kad likusieji galėtų užaugti. Jis nuskaido į subofaringinį skruzdžių ganglioną, apatinę smegenų prototipo pusę, kurią turi vabzdžiai. Ten cerkarija patogiau įsitaiso, apsupdama save plonu apvalkalu, ir atsisėda prie „valdymo pulto“. Nuo šiol skruzdė dirba dieną, kaip ir visi jos broliai, tačiau naktį ji virsta silpnos valios zombiu. Jis palieka skruzdėlyną, užlipa ant žolės ašmenų, prilimpa prie jo dantimis ir laukia, kol žinduolis jį praryja: zombių skruzdėlė yra tik šešių kojų transportas, užgrobtas kirminų, kad būtų pasiektas branginamas tikslas, kuris tampa avies ar karvės kepenimis ar tulžies latakais. Ten kirminai klestės ir gali padaugėti iki dešimčių tūkstančių individų.
Vystymosi ciklas / Dicrocoelium dendriticum Wikimedia Commons
Kiti parazitai, plaukų kirminai siunčia žiogus ir tarakonus iki tam tikros mirties ir verčia juos šokti į vandenį, kur vabzdžius turi suvalgyti kita parazito šeimininkė žuvis.
Katės ir pelės bei blogio gėlės ant kosminio laivo
Bet jei zombinti skruzdę ar vėžiagyvį nėra taip sunku, tada didelio ir sudėtingo stuburinio smegenų „įsilaužimas“yra pažangiausių „įsilaužėlių“užduotis. Todėl žinomiausias ir net kanoninis zombinimo pavyzdys, žinoma, yra toksoplazmozė. Šią ligą sukelia pirmuonis Toxoplasma gondii. Toksoplazma, skirtingai nuo kirminų lervų, susideda tik iš vienos ląstelės, tačiau gali pavaldyti trilijonus nepažįstamų žmonių.
Galutinis toksoplazmos maršruto tikslas, jų pažadėta žemė, yra katė. Iškart klastingi vienaląsčiai parazitai retai gali patekti į jį, todėl dažniausiai kelias į toksoplazmos rojų eina per mirtį. Tiesa, ne savo: norėdami patekti į katę, jie naudojasi mažesnėmis transporto priemonėmis - žiurkėmis, pelėmis ar paukščiais.
Šiems gyvūnams toksoplazma keičiasi įvairiai. Patekę į smegenis, jie gamina tirozino hidroksilazę - baltymą, kuris reguliuoja hormono dopamino sintezės greitį. Šis hormonas, susijęs su malonumu ir pasitikėjimu, yra pagrindinė motyvacijos ir atlygio sistemos grandis. Pasidavę laimės pažadui, ta pati vidinė morkytė ant bet kokios motyvacijos meškerės, graužikai ar paukščiai tampa bebaimiai ir patys pradeda ieškoti susitikimų su nagais pūkuoto žvėries letenomis.
Tirozino hidroksilazės molekulės atrodo kaip nekenksmingos gėlės, tačiau Toxoplasma rankose jos virsta blogio gėlėmis ir ne Baudelaire'o, o tikrąja prasme / Gla086 / Wikimedia Commons
Tačiau net ir patys gražiausi mechanizmai gali sugesti. Įsivaizduokite, kad turite pavogti automobilį ar sraigtasparnį, kad patektumėte, pavyzdžiui, į rojaus salą, kur jūsų laukia ramus gyvenimas. Bet tada įvyksta netikėtas dalykas: kitas jūsų karys per klaidą pasirodo esąs kosminiame laive. Jūs išmokote užgrobti automobilius ir lėktuvus, mokate juos valdyti, pasislėpti nuo apsaugų - imuninės sistemos - ir daugintis, apgyvendinant įvairius audinius, padarėte savo aukas patrauklesnes priešingai lyčiai, netgi grasinate Havajų žąsų populiacijoms „užgrobdami“kai kurias vietas anksčiau Iš jų 48 proc. Bet jūs neišmokote skraidyti erdvėlaivių. Apskritai jūsų laivas autopilotu skrenda į Marsą. Dabar ne tik nėra rojaus salos, bet ir skafandro neturite. Žinoma, erdvėlaivyje yra mygtukai, panašūs į tuoskuriuos esate įpratę spustelėti, bet kartais jie veikia visiškai kitaip.
Be to, aukos imuninė sistema taip pat gali paveikti nervų sistemą (pavyzdžiui, per uždegimą, kaip toje pačioje gamuroje) ir pakeisti savo elgesį - ir ne visada toksoplazmai naudinga linkme.
Žmonių zombinimas: pelių meilės aidai ir apokalipsė Niujorke
Tikriausiai taip jaučiasi toksoplazma, jei ji galėtų įvertinti savo sėkmės galimybes užkrėsdama žmogų. Mažai tikėtina, kad katė ją valgys, ir ji savaip reaguoja į toksoplazmos dirgiklius. Pavyzdžiui, jam padidėja šizofrenija arba padidėja jos pasireiškimo rizika. Taip pat užkrėstų žmonių apklausos rodo, kad toksoplazmos aukos tampa lėtesnės ir pasyvesnės esant pavojui, silpnėja savisaugos instinktas ir, nors apskritai pacientai yra irzlesni, jie nenori dėl nieko kovoti. Bauginančiose situacijose - tamsiame miške, tuščiame name naktį - jie išlieka ramūs.
Žmonės taip pat gali dramatiškai pasikeisti savo įtarumo ir bendravimo lygiu. Moterys tampa draugiškesnės ir altruistiškesnės, o vyrai, priešingai, nenori nieko dalintis. Įtarimams dėl užkrėstųjų įtakos turi ne tik lytis, bet ir gyvenamoji vieta: miesto vyrai ir kaimo moterys dėl Toxoplasma tampa labiau pasitikintys, o kaimo vyrai ir miesto moterys, priešingai, ieško visko.
Dar kartą matome parazito „dopamino“rašyseną, primenančią, kad šis hormonas skirtingai veikia patinus ir moteris. Eksperimentai su prerijų pelėmis, meilės ir ištikimybės graužikų pasaulyje modeliais parodė, kad dopaminas reikalingas ne tik prisirišimui prie savo sielos draugo, bet ir agresijai svetimų žmonių atžvilgiu. Tokia įtaka vyrus ir moteris gali paveikti įvairiai: vieni turi saugoti teritoriją, kiti - prisirišti ir būti draugiški. Galbūt šis atsakas juntamas ir dėl Toxoplasma užsikrėtusių vyrų ir moterų elgesio skirtumų - nors, žinoma, žmonės nėra pelės, o Toxoplasma sąsaja nėra tokia patogi.
Tačiau toksoplazma nesimoko iš savo klaidų ir toliau kėsinasi į kosminius laivus: regionuose, kur sanitarija nėra labai populiari, o į maistą patenka daug žalios mėsos, daugiau nei pusė žmonių susidaro toksoplazmos antikūnus. Tai reiškia, kad jie serga ar bent jau anksčiau buvo susitikę su šiais parazitais. Išgydyti šią infekciją antibiotikais nėra lengva: kažkur kažkur išgyvena mieganti parazito forma - cista, kuri visada pasirengusi vėl daugintis. Ir vėl žmogus nebėra tiksliai jis, o toksoplazmos erdvėlaivis, valdomas iš vidaus, siekiantis nepasiekiamos katės.
Tačiau yra ir kitų zombių apokalipsės scenarijų. Augalai taip pat gali būti ne tik aukos, nes iš jų gauti vaistai gali svaiginti žmones. Istorija apie tai, kaip chemikai, tyrinėdami kanabinoidinius receptorius (kurie reaguoja ne tik į narkotinius kanabinoidus, bet ir į daugelį kūno vidinių neuromediatorių), netyčia išprovokavo „zombių“pasirodymą Niujorko gatvėse, yra ne filmo apie apokalipsę siužetas, o tikrosios temos tema. mokslinis straipsnis, paskelbtas „The New England Journal of Medicine“2017 m. sausio mėn.
Praėjusių metų liepos 12 dieną buvo išsiųsti greitojo reagavimo padaliniai, kad surastų ir užfiksuotų piktus žmones, besielgiančius lygiai taip pat, kaip zombiai. Brukline, Niujorke, iš viso buvo rasta 33 žmonės, kurie gatvėse mechaniškai klajojo tuščiomis, nesuprantančiomis akimis. Žmonės lėtai, kaip somnambulistai, judino rankas ir urzgė kaip tikri zombiai. Aštuoni naujai nukaldinti „zombiai“buvo tiriami dėl šlapimo ir kraujo. Po 17 dienų trukusio tyrimo mokslininkams pavyko nustatyti, kad kaltininkas buvo neseniai sintezuotas kanabinoidas, skirtas ieškoti narkotikų, kuriuos žmonės įsigijo prisidengdami augaliniu vaistu AK-47 24 Karat Gold, kuris paveikė pirmojo tipo kanabinoidinius receptorius.
Skaitykite tęsinį čia.
Jekaterina Miščenko