Země je plná mrtvol, zasažených smrtelným parazitem. Jak se těla chvějí rostoucím parazitem, začínají páchnout a zářit jasně elektrickou modrou. Nakonec se roztrhli a odhalili další generaci zabijáků, kteří se plazili od ostatků a našli svou další oběť. Ne, nejedná se o další pandemický film: je to každodenní scéna podporovaná partnerství mezi bakteriemi a červy. Nyní se vědci snaží lépe porozumět tomuto dynamickému duu a proměnit je v komerční produkt ve prospěch zemědělců.
Související obsah
- Hollywood nemá na těchto skutečných životních halloweenských hrůzách nic
- Jsem oficiálně zamilovaný do švábů
- Parazitní vosy promění pavouky v zombie tkalce
Béžový, půl milimetrový hlístový červ téměř nevypadá jako parazitární hrozba. Tito malí prohledávači tráví většinu času plaváním půdou, občas stojí na ocasu a strkají své malé hlavy po povrch. Ale ve skutečnosti jen zkrácují svůj čas. Jakmile zjistí, že se nic netušícího hmyzu chystá vyrazit, přepadnou. Hlístice se mohou vypouštět jako dělová koule z půdy a promítají se až do 10 centimetrů, aby nakazily svou nešťastnou kořist.
Po přistání na oběti se hlístice kroutí do nitra hmyzu skrz jakýkoli otvor, který najde, nebo prolomí cestu pomocí speciálního zubu. Tento parazit je tak malý, že se jeho oběť necítí. Červ však ve svém střevě nese smrtící zbraň, která čeká, až bude regurgitována: bakterie Photorhabdus luminescens . Toxiny, které tato bakterie produkuje, jsou tak silné, že 10 buněk může zabít hmyz za pouhých 24 hodin. Bakterie také uvolňují chemikálie, které zabraňují rozkladu mrtvoly, takže hlístice mají vždy čerstvé jídlo k občerstvení. Ber to jako konečný nocleh se snídaní.
Hlístice jedí svůj výplň asi dva týdny, nebo dokud nedosáhnou kapacity roztržení hostitele. Potom explodují skrz mrtvolu do půdy, v živé akční verzi scény z Noční můry Tim Burtona před Vánoci, když se Oogie Boogie odmotá ve švech a odhalí kolísání chrobáků. Na cestě z vyčerpaného hostitele každý nematode znovu načte svůj smrtící bakteriální arzenál tím, že pohltí několik buněk Photorhabdus . Pak jsou zpět na lovu, aby našli další oběť.
To, co nematody a jejich bakteriální pomocníci nechtějí, je, aby predátor chytil jejich milovanou mrtvolu domů dříve, než měli šanci dokončit svůj životní cyklus. A ve vaší zahradě je to svět psů a psů: Větší brouci, menší brouci s velkými chutěmi jako mravenci nebo dokonce ptáci, kteří hledají jídlo, touží po potravě bezvládnou hmyzí mrtvolu. To je místo, kde tyto bakteriální pomocníci znovu vstoupí do hry.
Photorhabdus nepřestává zabíjet hostitele hmyzu, takže nematoda může jíst a dělat dětem nerušené. Také z mrtvoly udělají nádhernou podívanou, která by mohla fungovat jako obranná strategie. Nejprve bakterie vylučují chemikálie, které mění tělo těla hmyzu na cihlovou, což je běžné varování proti hmyzu, které říká: „Nejez mě! Jsem hrubý! “
Pro predátory, kteří nejsou tak vizuálně nároční, bakterie také vydávají hrozný zápach. Jak hrozné? "Páchají opravdu špatně, " říká Rebecca Jones, lektorka populační genetiky na University of Liverpool, která studuje toto duo nematode-bakterií. „Nevypadá to, že by se něco rozpadlo nebo hniloby.“ Místo toho říká, že voní jako pyrazin, organická sloučenina, která entomologové znají zvonění hmyzích zvonků. Pro ty, kteří nejsou odborníky na chyby, Jones říká: „Je to trochu jako mandle.“
Jako by to nestačilo, jako poslední dotek, bakterie bioluminesce zevnitř, takže se jejich kořist rozsvítila jako zářící modrá papírová lucerna.
Tato mrtvola voskových můr obsahuje tisíce hlíst, které propukly se svými bakteriálními partnery a hledaly své další oběti. (Peggy Greb, USDA zemědělský výzkumný servis) Ale není to všechno trochu nadměrné? Jones si myslí, že je vše součástí společného úsilí, aby bylo co nejbizarnější neochotné, aby nematodové mohli zůstat v bezpečí a zaneprázdněni uvnitř. "Naše hypotéza je taková, že mají řadu obranných opatření, aby ochránili parazitickou kolonii před predací celou řadou různých predátorů, " říká Jones, který je prvním autorem nedávné studie zveřejněné v časopise Animal Behavior, která se snaží dráždit. kromě těchto obranných strategií.
"Spojením dvou, tří, nebo dokonce čtyř signálů dohromady to možná vytvoří lepší ochranu pro komunitu parazitů, " říká.
Aby rozmotala hádanku, získala pomoc od několika ptačí dravců: divoká velká prsa, která pocházejí z finského regionu, kde se nematoda Heterorhabditis obvykle nenajde. To bylo důležité, protože ptáci neměli předem představu o tom, jak by měl tento hmyz vypadat nebo cítit, což z nich činí ideální testované subjekty.
Pro své experimenty Jones samostatně představila 30 velkých prsa s výběrem osmi larválních voskových červů, které nakazila hlístami. Cílem experimentu bylo zjistit, zda barva, vůně nebo kombinace těchto dvou látek byla nejsilnějším odrazujícím prostředkem. Při pokusech pouze o vůni použila v misce neinfikované normální bílé voskové červy, pod nimi byly skryté páchnoucí infikované červy. Aby otestovala pouze barvu, dala červené, infikované červy do čirého, nepropustného kontejneru a spočítala, kolikrát se ptáci pokusili je vylovit.
"Nejpřekvapivější věcí, kterou jsme viděli, bylo to, že to nebyla kombinace strategií, která fungovala nejlépe, " říká Jones. Zatímco červený varovný odstín a hrozný zápach fungovaly nezávisle, jejich použití dohromady nebylo tak účinné, pokud jde o vyhýbání se smrti velkými prsy. Jak se ukázalo, ptáci byli nejvíc averzní k jedení prostého starého páchnoucího hmyzu. "Když vůně sama o sobě měla tendenci zatínat i barvy a vůně, které jsme provedli, " říká Jones.
Vědci se domnívali, že zápachová podívaná na bakterie byla „jako znaménko neobsazenosti v motelu a řekla:„ Nejezte mě, jsem hrozná “, říká Richard Ffrench-Constant, profesor molekulární přírodní historie na University of Exeter, která se studie nezúčastnila.
Tyto výsledky ukazují mocný příklad symbiózy v akci. Bakterie nemohou v divočině přežít samy; potřebují hlístice, aby je dopravili z jednoho hmyzu na druhý. Naopak nematoda potřebuje bakterie, aby zabila hostitele a zabránila jeho konzumaci. Ffrench-Constant to považuje za další fascinující příklad z rozvíjejícího se oboru vědy o mikrobiomech. „Pokud jde o toto konkrétní bakteriální partnerství, jsme na špičce velkého ledovce“, říká. "O těchto chybách je toho tolik, čemu nerozumíme."
Zatímco nematody mohou útočit nad zemí, ve skutečnosti většinu svého zabíjení pod povrchem pohybují v baleních pod povrchem a sledují svou kořist chemickými signály. Z tohoto důvodu, Ffrench-Constant říká, strategie obrany bakterií by bylo lépe demonstrováno pomocí mravenců místo ptáků. "Nedokážu se přesvědčit, že ve vaší zahradě, když tyto věci zabijí vaše voskové červy, bude to prsa sestupující jako hlavní predátoři, " říká.
Další záhady oplývají. Například chemické sloučeniny vylučované těmito bakteriemi jsou v tisících a vědci stále netuší, k čemu se používají. "Dobře křehký, " říká Ffrench-Constant, "Pokud tato chemická látka odpuzuje mravence nebo odpuzuje ptáky, co potom zbývá dalších 999?"
I když je toho stále co pochopit, zemědělci již využili tohoto mocného, drobného dua. Zemědělci si mohou koupit nádrže nematodů na postřik na svých polích jako alternativu chemické pesticidy, a to díky vědcům, kteří vymýšlejí účinné způsoby hromadného produkce těchto chyb v laboratoři. Hlístice byly dokonce použity k tomu, aby zachránily floridské pomeranče před zánikem v hladových čelistech citrusového kořene weevilu.
Zemědělci i domácí zahrádkáři konečně dohánějí to, co rostliny zřejmě po celou dobu znají. Přestože Jones nevzala své hlístice domů z laboratoře pro žádné mimoškolní experimenty - její byt v Liverpoolu nemá zahradu - stále káže evangelium parazitických hlístic. Říká: „Řekla jsem svému dědovi a on byl venku, aby nějaké koupil a řekl všem svým přátelům. Jsou to malá hnízdní zahradnická komunita. “
