Pantljičara koja napada mrave potpuno mijenja život svojih domaćina. Radnice vrste Temnothorax nylanderi zaražene pantljičarom Anomotaenia brevis mogu živjeti nekoliko puta duže od nezaraženih mrava iz iste kolonije.
Zaražene radnice istovremeno postaju manje aktivne, dok njihov metabolizam djelimično počinje podsjećati na metabolizam matica, saopćio je Univerzitet Johannes Gutenberg u Mainzu.
Istraživanje objavljeno u časopisu „BMC Genomics“ otkrilo je moguću molekularnu osnovu ovog neobičnog i potpuno neočekivanog efekta.
Naučnici su pronašli dokaze da parazit ciljano mijenja postojeće biološke funkcije mrava. Takva promjena mogla bi koristiti pantljičari jer su mravi samo njeni privremeni domaćini.
Parazit se potpuno razvija tek u djetlićima, koji predstavljaju njegove konačne domaćine. Činjenica da zaražene radnice žive duže i manje se kreću mogla bi povećati vjerovatnoću da ih ptica pojede i tako omogući pantljičari da završi svoj životni ciklus.
Analizirali mozak i masno tkivo
Za potrebe istraživanja naučnici su proučavali mrave iz šume u blizini Mainza.
U laboratoriji su ih podijelili u tri grupe: matice, radnice zaražene pantljičarom i nezaražene radnice.
Istraživači su analizirali mozak i takozvano masno tijelo, tkivo u abdomenu koje ima važnu ulogu u metabolizmu i radu imunološkog sistema.
Zatim su sekvenciranjem RNK utvrdili koji su geni aktivni u mozgu i masnom tkivu. Analizirali su i genetski materijal pantljičare kako bi provjerili oponaša li parazit signalne molekule domaćina.
Rezultati su pokazali da infekcija mrave ne čini samo bolesnim, nego njihovu fiziologiju mijenja na veoma precizan način.
Na molekularnom nivou zaražene radnice pokazivale su osobine koje djelimično podsjećaju na matice, naročito u masnom tkivu.
Promjene su zabilježene na genima povezanim s metabolizmom, imunološkim sistemom, otpornošću na stres i procesima starenja.
Naučnici smatraju da pantljičara koristi postojeće metaboličke i signalne puteve mrava te ih usmjerava u vlastitu korist.
Zaražene radnice stare poput matica
Otkriće je posebno zanimljivo zbog velikih razlika u životnom vijeku mrava.
Matice ove vrste mogu živjeti i do 20 godina, dok radnice najčešće žive svega jednu do dvije godine.
Ranija istraživanja pokazala su da se stopa preživljavanja zaraženih radnica približava onoj koju imaju matice. Njihov djelimično sličan molekularni profil mogao bi pomoći u objašnjavanju tog efekta.
U mozgu je, međutim, slika bila drugačija. Zaražene radnice nisu pokazivale veliku sličnost s maticama.
Kod njih je bila smanjena aktivnost brojnih neuropeptida, signalnih molekula koji utječu na ponašanje, ishranu i društvene reakcije, kao i njihovih receptora.
Takve promjene mogle bi objasniti zašto zaraženi mravi pokazuju manje ponašanja karakterističnog za radnice i postaju znatno manje aktivni.
Efekat infekcije, dakle, razlikuje se zavisno od tkiva. U masnom tijelu dolazi do pomjeranja prema metaboličkom profilu matice, dok su u mozgu prigušeni brojni putevi povezani s ponašanjem i aktivnošću.
Parazit ne oponaša mravlje molekule
Jedna od pretpostavki bila je da pantljičara proizvodi vlastite neuropeptide slične onima kod mrava i tako obmanjuje njihov signalni sistem.
Istraživači, međutim, nisu pronašli dokaze za takav mehanizam. Peptidi koje proizvodi parazit nisu bili dovoljno slični molekulima domaćina.
Rezultati više ukazuju na to da pantljičara djeluje indirektno, utječući na regulatorne mreže mrava koje kontrolišu metabolizam, imunološki sistem, starenje i ponašanje.
Matice i radnice društvenih insekata imaju gotovo istu genetsku osnovu, ali se znatno razlikuju po ponašanju, načinu života i životnom vijeku.
Činjenica da zaražene radnice djelimično razvijaju profil sličan matičinom sugeriše da parazit koristi biološke programe koji već postoje u organizmu mrava.
Ovaj neobični odnos mrava i pantljičare mogao bi zato poslužiti kao vrijedan model za istraživanje načina na koji paraziti mijenjaju starenje, metabolizam i ponašanje svojih domaćina.