زندگی سلطنتی و ۱۰ برابر عمر بیشتر؛ معامله جذاب و پرهزینه نوعی انگل با مورچه‌ها

انگلی را تصور کنید که باعث می‌شود ۱۰ برابر بیشتر از عمر طبیعی‌تان زندگی کنید و در عین حال، دیگران را به رفتار سلطنتی با شما ترغیب می‌کند. به نظر معامله‌ی خوبی می‌رسد، اما البته یک نکته‌ی منفی هم دارد. این انگل فقط می‌خواهد شما را تنبل نگه دارد تا به راحتی طعمه‌ی شکارچی غول‌پیکری شوید که روده‌های آن، محیط مناسبی برای تولیدمثل انگل است.

این داستان شاید شبیه به فیلم ترسناک به نظر برسد، اما واقعیتی است که برای مورچه‌های گونه تمنوثوراکس نایلندری (Temnothorax nylanderi) رخ می‌دهد. وقتی لاروهای این گونه از مورچه‌ها از فضولات دارکوب تغذیه می‌کنند، ممکن است به کرم نواری آنوموتنیا برویس (Anomotaenia brevis) آلوده شوند و بدین ترتیب، چرخه‌ای موذیانه آغاز می‌شود.

مورچه‌های آلوده شروع به تغییر رنگ می‌کنند و به جای قهوه‌ای تیره‌ی معمولی، به زرد کم‌رنگ تبدیل می‌شوند. آن‌ها معمولاً به اندازه‌ی هم‌لانه‌ای‌های خود رشد نمی‌کنند و حتی بوی متفاوتی از خود ساطع می‌کنند. در واقع، به نظر می‌رسد از آن‌ها فرومون‌ها یا مواد شیمیایی ویژه‌ای منتشر می‌شود که مورچه‌های دیگر به عنوان بوی ملکه تفسیر می‌کنند.

به این ترتیب، مورچه‌های کارگر، رفتار سلطنتی با مورچه‌های آلوده دارند. برایشان غذا می‌آورند، آن‌ها را حمل و تمیزشان می‌کنند، در حالی که به باقی کلونی لطمه وارد می‌شود. مورچه‌های آلوده نیز از این سبک زندگی جدید لذت می‌برند و وظایف خود را نادیده می‌گیرند و به ندرت در طول عمر طولانی‌شان از لانه خارج می‌شوند، در حالی که دیگر مورچه‌های معمولی در چندین نسل به تمام خواسته‌هایشان رسیدگی می‌کنند.

انگل کرم نواری با آلوده کردن مورچه‌ها، عمر آن‌ها را تا ۱۰ برابر افزایش می‌دهد و هم‌زمان، مورچه‌های دیگر را وادار می‌کند به آنها خدمت کنند

در تمام این مدت، لاروهای کرم نواری فقط منتظر می‌مانند. سرانجام، یک دارکوب ممکن است به لانه سر بزند و در حالی که مورچه‌های سالم پراکنده می‌شوند، مورچه‌های آلوده بی‌حرکت می‌مانند و یک وعده‌ی غذایی آسان را فراهم می‌کنند. در نهایت، لاروهای کرم نواری می‌توانند به هدف نهایی خود یعنی روده‌ی پرنده برسند. در آنجا، آن‌ها به کرم‌های نواری بالغ تبدیل می‌شوند، تولیدمثل می‌کنند و تخم می‌گذارند. درنهایت از بدن دارکوب دفع می‌شوند تا کل چرخه دوباره آغاز شود.

اما از نظر زیستی، کرم نواری چگونه می‌تواند چنین دستکاری شدیدی را از درون مورچه انجام دهد؟ برای یافتن پاسخ، تیمی از زیست‌شناسان از دانشگاه یوهانس گوتنبرگ ماینتس در آلمان و دانشگاه ژیجیانگ در چین، بیان ژن را در مورچه‌های آلوده و غیرآلوده و همچنین ملکه‌ها بررسی کردند.

پژوهشگران در مورچه‌ها مغز و اجسام چربی (نوعی بافت در حشرات که به عملکرد متابولیک و ایمنی کمک می‌کند) را مورد بررسی قرار دادند. تیم دریافت بیان ژن در اجسام چربی ملکه‌ها شباهت بیشتری به کارگران آلوده داشت تا کارگران غیرآلوده.

سوزان فوایتزیک، نویسنده‌ی ارشد مطالعه و بوم‌شناس دانشگاه یوهانس گوتنبرگ، می‌گوید: «تحلیل‌های ژنتیکی ما نشان می‌دهد عفونت به سادگی مورچه‌ها را بیمار نمی‌کند، بلکه فیزیولوژی آن‌ها را به روشی بسیار هدفمند تغییر می‌دهد. در سطح مولکولی، کارگران آلوده مشخصاتی را نشان دادند که تا حدی شبیه به ملکه بود.» این تغییرات با متابولیسم، سیستم ایمنی، استرس و پیری مرتبط بودند که به توضیح عمر طولانی‌تر آن‌ها و رفتار سلطنتی دیگر مورچه‌ها کمک می‌کند.

وقتی دانشمندان مغز مورچه‌ها را بررسی کردند، متوجه شدند مواد شیمیایی کلیدی مغز (نوروپپتیدها) مورچه‌های کاهش یافته بود و به همین دلیل، تنبل و بی‌حال شده بودند. اما نکته‌ی عجیب این بود که این مواد شیمیایی، شبیه موادی نبودند که خود انگل تولید می‌کند. این یعنی کرم نواری مستقیماً با مواد خودش مغز مورچه را کنترل نمی‌کند و به نوعی غیرمستقیم روی مغز میزبان اثر می‌گذارد.

کرم نواری مستقیماً مغز مورچه را با مواد شیمیایی خودش دستکاری نمی‌کند، بلکه با تأثیر غیرمستقیم بر شبکه‌های تنظیمی میزبان، رفتار او را تغییر می‌دهد

جولیا بلازی، نویسنده‌ی نخست مطالعه و زیست‌شناس دانشگاه یوهانس گوتنبرگ، می‌گوید: «داده‌ها بیشتر نشان می‌دهند انگل به طور غیرمستقیم بر مورچه تأثیر می‌گذارد و در شبکه‌های تنظیمی خود میزبان که فرآیندهایی مانند متابولیسم، سیستم ایمنی، پیری و رفتار را کنترل می‌کنند، مداخله می‌کند.»

کرم نواری که در مطالعه مورد بررسی قرار گرفت، تنها انگلی نیست که مورچه‌ها را به صحنه‌ای از یک فیلم ترسناک تبدیل می‌کند. قارچ کوردیسپس که الهام‌بخش سریال معروف «آخرین بازمانده» نیز بوده، از روشی وحشتناک‌تر استفاده می‌کند.

قارچ یادشده، سیستم عصبی مورچه‌ را به طور کامل تسخیر می‌کند و کنترل حرکات و رفتار آن را به دست می‌گیرد. مورچه‌ی آلوده که دیگر اراده‌ای از خود ندارد، مجبور می‌شود از ساقه‌ی یک گیاه بالا برود و در ارتفاعی مناسب، با آرواره‌های خود، برگ را محکم بگیرد. در این لحظه، قارچ ساقه‌ای بلند از پشت سر مورچه بیرون می‌آورد و با پاره‌شدن، هاگ‌های خود را به پایین و روی مورچه‌های دیگر که در کف جنگل مشغول به کارند، می‌پاشد و چرخه‌ی زندگی جدیدی را آغاز می‌کند.

پژوهش در ژورنال BMC Genomics منتشر شده است.

خانواده ما