Zombie teknikker i dyrelivet
Mens nogle mennesker skræmmer med zombier gennem tv- og konspirationsteorier, og andre kalder fosteret i livmoderen halvvittigt for en parasit, der manipulerer hende, underkaster disse manipulerende parasitter deres mestre med succes og gør dem til zombier. Og disse ordninger har arbejdet i titusinder af millioner af år, og ikke nogle elendige titusinder af århundreder, mens den historiske periode af Homo Sapiens varer. Andre biologiske "zombier" - "de vandrende døde" - lurede på grenene på det evolutionære træ og endda inde i vores celler. Atter andre går på gaden og tror, at alle rundt omkring allerede er døde, hvilket betyder, at du kan begå forbrydelser, fordi de er ligeglade. Så hvem kalder forskere zombier, og hvor finder man dem? Lad os finde ud af det.
Zombie under mikroskopet
Lad os starte med det faktum, at ikke kun hele organismen, men også individuelle celler kan få sig til at rejse sig fra de døde og underordnes deres vilje. Mycobacterium tuberculosis ved meget godt, hvordan man gør dette. Denne bakterie, der forårsager tuberkulose, formerer sig inde i cellerne i den menneskelige krop. Det sætter sig også inde i makrofager - immunceller, der spiser farlige "outsidere". Efter infektion bliver makrofagens membran utæt, hvilket næsten altid betyder en bestemt død for en celle. Men mykobakterier ønsker ikke at miste deres "inkubatorer" så let, så de lader ikke de næsten døde celler dø til slutningen og forvandler dem til zombiefabrikker, der kan producere nye tuberkelbasiller og skjule sig for antibiotikabehandling.
Hvis du krymper længere og ser endnu dybere ud, kan zombier findes i os alle. Desuden kunne vi ikke være født uden dem. I det mindste er det, hvad forfatterne af "zombiecentrioles" -hypotesen, offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Frontiers in Cell and Developmental Biology, synes. Centriolen er ni trillinger (trillinger) af mikrotubuli. Centrioler "orkestrerer" celledeling, der danner en delingsspindel, der trækker kromosomer (eller deres halvdele, afhængigt af typen af opdeling) til cellens poler. Det er blevet fastslået, at centrioler i de fleste dyr under seksuel reproduktion arves fra faderen, men hos mennesker og andre pattedyr såvel som insekter modificeres sædcellerne (eller fraværende helt). Hvor kommer de to centrioler i et befrugtet æg fra? I insektens sæd er der f.eks. Kun en centriole. Hos mennesker er intet overhovedet klart: det ser ud til, at nogle forskere observerede i et befrugtet æg så mange som tre i stedet for de normale to, og i en mus blev centrioler slet ikke set, før cellen deler sig i 32 eller 64.
Ledetråden, ifølge forfatterne af artiklen, er enkel: der er to centrioler i sædcellen, men en af dem er modificeret, nedbrudt. Imidlertid kan den "døde" centriole opdele og fungere uden at blive gendannet til sin normale form. "På grund af det faktum, at de samtidig nedbrydes (" døde ") og funktionelle (" levende "), kaldte vi dem zombiecentrioler," skriver forfatterne af værket. Når centrioler befrugtes til en zygote, kan denne zombiecentriole danne en datter normal centriole, så der er tre centrioler.
En endnu fremmed ting end zombiecentrioler (men bestemt eksisterer i virkeligheden) er zombieekorn. Forskere fra England, Australien og Norge skrev en hel anmeldelse om dem og klagede over, at "zombieproteinerne" blottet for enzymatisk aktivitet mildt sagt ikke begunstiges af deres kolleger.
Salgsfremmende video:
Og helt forgæves: de er til stede i alle de levende kongeriger og optager 10-15% af genomet. Hvis de ikke var nødvendige, ville naturlig udvælgelse langsomt rense dem ud (det er også en fornøjelse at spilde energi på at syntetisere ubrugeligt skrammel), men dette sker ikke. Og hvis vi begynder at forstå, at selv ikke-kodende, "uønsket" DNA faktisk ikke bare tager plads i genomet af en grund, så burde de kodende gener, hvorfra selv ikke-funktionelle proteiner produceres, helt sikkert give mening. Sådanne "zombier" kan påvirke deres fungerende prototype, skifte dens aktivitet, vedhæfte den til det rigtige sted i cellen - det vil sige føre et helt liv efter sin "funktionelle død".
Og zombien sidder på grenene
Hvad med planter? Vi kommer ikke ufortjent til at omgå dem i vores historie. Desuden kan de også blive zombier. På grund af phytoplasma-bakterier dyrker zombieplanter blade på kviste i stedet for blomster. De kan ikke længere formere sig og, ligesom makrofager koloniseret af tuberkelbasiller, blive fabrikker til produktion af bakterier.
Enkeltcellede planter gør planter til svagt viljede slaver ved hjælp af SAP54-proteinet, som interagerer med proteinerne i MADS-domænet (nej, de er ikke ansvarlige for sindssyge, men for dannelsen af en blomst). I udviklingsprocessen lærte bakterieproteinet SAP54 at ligne K-domæneproteinet, som normalt interagerer med MADS - så det blev hacket ind i systemet med adgang til plantekontrol.
Men ikke kun plantegrene kan blive "zombier". Forskere kan også kalde grenene på det evolutionære træ det. Meget debat foregår omkring modellen for pattedyrsudvikling efter kridt-paleogen-udryddelsen, der ødelagde dinosaurer og mange andre dyr og planter. Der er to versioner af disse begivenheder. Ifølge den første "eksplosive" model med den "lange sikringseksplosive model" divergerede forfædrene til forskellige ordener sig først inden for pattedyrsklassen, og derefter dukkede arten op inden for hver rækkefølge. Den eksplosive korte sikringsmodel antager, at disse begivenheder skete næsten samtidigt. For nylig blev der foreslået en “blød eksplosion” -model, ifølge hvilken nogle linjer opstod i kridttiden, og efter udryddelsen opstod den vigtigste “eksplosion”.
Problemerne og svaghederne ved den sidstnævnte model afslører spøgelsesgrene og zombiegrene, der er opstået på det evolutionære træ. De første vises på grund af det faktum, at den fossile optegnelse er ufuldstændig: ingen forfædre blev fundet, og efterkommerne var på plads. Sidstnævnte er mere problematiske, fordi de opstår, før molekylære data forudsagde divergensen mellem deres forfædre grupper.
Forfatterne af artiklen Molecular Phylogenetic and Evolution analyserer alle tre modeller og argumenterer for en "lang sikringsledning", der viser, at opdeling på ordreniveau sandsynligvis begyndte i kridttiden. Dette koncept giver dig mulighed for at besejre zombiegrene og forfine pattedyrets evolutionære træ.
Terrororme inde i krebs og myrer
I løbet af evolutionen har parasitter erhvervet et omfattende sæt zombieteknologier. Her anvendes alle midler: manipulation, tro på falske signaler fra ens egne sanser, krige med immunitet og forfalskede hormoner.
"Neuroparasitology er en videnskab på randen af science fiction," skriver Michael Dickinson, medredaktør af The Journal of Experimental Biology, ved University of Washington. Denne sætning er krydret med en blanding af rædsel og beundring: fra anmodningen "spis ikke mig, jeg vil stadig være nyttig for dig", rettet mod en andens immunsystem, til snigende manipulation og zombifikation af ejerne - et trin. Og du kan gå igennem det ved at smede molekyler, der bruges til at kommunikere af værtscellerne.
Nogle gange ser det ikke ud til at give meget mening. Der er gammarus krebsdyr, der hører til rækkefølgen af amfipoder (de kaldes det, fordi de bogstaveligt talt svømmer sidelæns). Men når de bliver angrebet af parasitter, mister krebsdyr kontrollen over sig selv og begynder at bevæge sig som alle andre krebsdyr og svømmer endda til lyset i stedet for at skjule sig for det.
Gammarus krebsdyr. WithJulie / Flickr
Som et resultat er de mere tilbøjelige til at blive spist af fisk, som parasitten har brug for at komme ind i. Forskere var i stand til at påvirke bevægelsen af gammarus med serotonin og viste, at parasitterne sandsynligvis påvirker immunresponset, hvilket får nervesystemet i krebsdyr til at blive betændt. Som et resultat forstyrres arbejdet hos neurotransmitteren serotonin, et mellemliggende molekyle, der transmitterer signaler mellem nerveceller såvel som mellem nerveceller og andre celler. Krebsdyret modtager ikke korrekt visuelle og olfaktoriske signaler og svømmer mod sin død.
Det sker, at parasitter skal tilbringe "barndom" i en organisme, "ungdomsår" i en anden og vokse op i en tredjedel. Dette er, hvordan flukeormen, den lancetformede fluke Dicrocoelium dendriticum, gennemgår sit liv.
Dens æg skal ligge i jorden; fremtidige fluk sendes til "børnehaven" inde i sneglen. På det næste trin svømmer de frit i nogen tid i form af cercariae larver med haler, derefter sluges de af en myre, hvorefter de bliver metacercariae.
Men ikke alle cercariae gennemgår myreskolen: en af dem er bestemt til at dø for at lade resten vokse op. Det kravler ind i den subopharyngeal ganglion af en myre, den nederste halvdel af hjerneprototypen, som insekter har. Der lægger cercaria sig mere behageligt ned, omgiver sig med en tynd skal og sætter sig ned ved "kontrolpanelet". Fra nu af fungerer myren i løbet af dagen som alle sine brødre, men om natten bliver den til en svag vilje zombie. Det forlader myretyren, klatrer op på et græsstrå, griber det med tænderne og venter, indtil det sluges af et pattedyr: en zombiemyr er bare en seksbenet transport, der er kapret af orme for at nå sit værdsatte mål, som bliver lever eller gallekanaler til et får eller ko. Der vil orme trives og kan formere sig op til titusinder af individer.
Udviklingscyklus / Dicrocoelium dendriticum Wikimedia Commons
Andre parasitter, hårorme sender græshopper og kakerlakker til en bestemt død og tvinger dem til at hoppe i vandet, hvor fisken, den næste vært for parasitten, skal spise insekterne.
Katte og mus og onde blomster på et rumskib
Men hvis det ikke er så svært at zombiere en myre eller et krebsdyr, så er "hacking" af hjernen hos et stort og komplekst hvirveldyr en opgave for de mest avancerede "hackere". Derfor er det mest berømte og endda kanoniske eksempel på zombifikation selvfølgelig toxoplasmose. Denne sygdom er forårsaget af den enkleste Toxoplasma gondii. Toxoplasma består i modsætning til ormens larver af kun en celle, men kan underkaste billioner af fremmede.
Den ultimative destination for Toxoplasma-ruten, deres lovede land, er katten. Straks kan snigende encellede parasitter sjældent komme ind i det, så oftest ligger stien til Toxoplasma-paradis gennem døden. Det er sandt, ikke deres eget: for at komme til katten bruger de mindre køretøjer - rotter, mus eller fugle.
Hos disse dyr gennemgår Toxoplasma forskellige transformationer. En gang i hjernen producerer de tyrosinhydroxylase, et protein, der regulerer den hastighed, hvormed hormonet dopamin syntetiseres. Dette hormon, der er forbundet med glæde og tillid, er et vigtigt led i motivations- og belønningssystemet. Efter at have undergivet løftet om lykke, bliver den meget indre gulerod på en fiskestang af enhver motivation, gnavere eller fugle frygtløse og begynder selv at lede efter møder med et fluffet dyrs klo poter.
Tyrosinhydroxylase-molekyler ligner harmløse blomster, men i hænderne på Toxoplasma bliver de til onde blomster og ikke i Baudelaire-forstand, men i sandeste forstand / Gla086 / Wikimedia Commons
Men selv de smukkeste mekanismer kan mislykkes. Forestil dig at du skal stjæle en bil eller en helikopter for at komme til for eksempel en paradisø, hvor et roligt liv venter på dig. Men så sker det uventede: din næste trooper ved en fejl viser sig at være i et rumskib. Du har lært at kapre biler og fly, du ved hvordan man styrer dem, skjuler sig for vagter - immunsystemet - og formere sig, befolke forskellige væv, du har gjort dine ofre mere attraktive for det modsatte køn, du truer endda befolkningerne i hawaiiske gæs, "kaprer" nogle steder før 48% af dem. Men du har ikke lært at flyve rumfartøjer. Generelt flyver dit skib til Mars på autopilot. Der er ikke kun nogen paradisø nu, du har heller ikke en rumdragt med dig. Naturligvis har rumskibet knapper indeni, svarende til demsom du er vant til at klikke på - men nogle gange fungerer de på en helt anden måde.
Derudover kan offerets immunsystem også påvirke nervesystemet (for eksempel gennem betændelse, som i samme gammarus) og ændre deres adfærd - og ikke altid i den retning, som Toxoplasma er gavnligt.
Zombifying People: Echoes of Mouse Love and the Apocalypse i New York
Det er sandsynligvis sådan, at Toxoplasma ville føle, hvis det kunne vurdere dets chancer for succes ved at inficere en person. Det er usandsynligt, at katten spiser den, og den reagerer på stimuli af Toxoplasma på sin egen måde. For eksempel har han en stigning i skizofreni eller en øget risiko for manifestation. Undersøgelser af inficerede mennesker viser også, at Toxoplasma-ofre bliver langsommere og mere passive i nærvær af fare, instinktet til selvbevarelse bliver svagere, og selvom patienter generelt er mere irritable, vil de ikke kæmpe for noget. I skræmmende situationer - i en mørk skov, i et tomt hus om natten - forbliver de rolige.
Folk kan også have dramatiske ændringer i deres mistanke og omgængelighed. Kvinder bliver venligere og mere altruistiske, mens mænd tværtimod ikke vil dele noget. Mistanken om de inficerede er ikke kun påvirket af køn, men også af bopæl: bymænd og landsbyskvinder bliver mere tillidsfulde på grund af Toxoplasma, mens landsbymænd og bykvinder tværtimod ser efter en fangst i alt.
Endnu en gang ser vi parasitens “dopamin” håndskrift, der minder om, at dette hormon påvirker mandlige og kvindelige pattedyr forskelligt. Eksperimenter med prærievænger, modeller af kærlighed og troskab i gnaververdenen har vist, at dopamin ikke kun er nødvendigt for at være knyttet til din soulmate, men også for aggression over for fremmede. Sådanne påvirkninger kan påvirke mænd og kvinder på forskellige måder: nogle har brug for at beskytte territoriet, andre har brug for at blive knyttet og være venlige. Måske mærkes dette svar også i forskellene i opførsel af mænd og kvinder inficeret med Toxoplasma - selvom mennesker selvfølgelig ikke er mus, og grænsefladen til Toxoplasma er ikke så praktisk.
Men Toxoplasma lærer ikke af deres fejl og fortsætter med at angribe rumskibe: i regioner, hvor sanitet ikke er særlig populær, og en masse rå kød kommer i mad, danner mere end halvdelen af befolkningen antistoffer mod Toxoplasma. Dette betyder, at de tidligere er syge eller i det mindste mødt med disse parasitter. Det er ikke let at helbrede denne infektion med antibiotika: et eller andet sted overlever en sovende form af parasitten - en cyste, der altid er klar til at formere sig igen, et eller andet sted. Og igen er en mand ikke længere nøjagtigt han, men et Toxoplasm-rumskib, der styres indefra og stræber inde i en uopnåelig kat.
Men der er andre scenarier for en zombie-apokalypse. Planter kan også ikke kun være ofre, fordi stoffer, der fås fra dem, kan beruse mennesker. Historien om, hvordan kemikere, mens de forskede på cannabinoidreceptorer (som ikke kun reagerer på narkotiske cannabinoider, men også på mange af kroppens interne neurotransmittere), ved et uheld fremkaldte "zombier" på gaderne i New York, er ikke plottet for en film om apokalypsen, men temaet for den virkelige videnskabelig artikel offentliggjort i The New England Journal of Medicine i januar 2017.
Den 12. juli sidste år blev enheder til hurtig reaktion sendt for at finde og fange uhyggelige mennesker, der opfører sig nøjagtigt som zombier. I Brooklyn, New York, blev i alt 33 mennesker fundet rundt i gaderne mekanisk med blanke, uforståelige øjne. Folk bevægede langsomt, som somnambulister, deres hænder og knurrede som ægte zombier. Otte nyligt prægede "zombier" blev testet for urin og blod. Efter en undersøgelse, der varede i 17 dage, var forskere i stand til at fastslå, at synderen var en nyligt syntetiseret cannabinoid med det formål at søge efter stoffer, som folk købte under dække af et urtemedicin AK-47 24 Karat Gold, som påvirkede den første type cannabinoidreceptorer.
Læs fortsættelsen her.
Ekaterina Mishchenko