Бизарним паразитским црвима за косу недостају гени који се налазе у свакој другој животињи

Длакасти црви немају ситне „длаке“ одговорне за кретање ћелија, филтрирање и сензоре које има свака друга позната животиња.

У свету који врви егзотичним животињама, глисте су међу најчуднијим. Ово су паразитски црви за које се зна да манипулишу понашањем својих домаћина, што је феномен који се понекад назива „контрола ума“.

У занимљивом преокрету, нова студија се појављује у часопису Цуррент Биологи Открио сам тог длакавог црва класификовати Они деле чудну особину: недостаје им скоро 30% гена за које су истраживачи очекивали да ће открити. Још интригантније, гени који недостају повезани су са развојем цилија, структура налик длакама које се налазе у ћелијама скоро свих познатих животињских врста.

Жива слатководна длака у рукама Бруна де Медеироса у Националном споменику Муир Воодс у Калифорнији. Кредит: Бруно де Медеирос

Длачице, које изгледају као танке нити шпагета и дугачке су неколико центиметара, могу се наћи широм света. Њихова основна структура тела указује на њихову паразитску природу јер немају систем за излучивање, дисање или циркулацију и живе скоро у потпуности унутар других организама. Тавана Цунха, постдокторски истраживач у Чикашком Фиелд Мусеуму и главни аутор студије, напомиње: „Једна од најслађих ствари, а можда и оно по чему су најпознатији, јесте то што могу утицати на понашање својих домаћина и учинити их раде ствари које иначе не би.“

Животни циклус длачица и манипулација домаћином

У слаткој води се налазе стотине врста глиста. Животни циклус почиње када се његова јаја излегу у води, а ларве поједу мали водени предатори као што су ларве мајмуна. Њих, заузврат, плене већи копнени предатори као што су бубашвабе. Након сазревања у свом домаћину, длаке манипулишу понашањем домаћина, наводећи их да скачу у воду. Када су тамо, црви се извијају од својих домаћина и почињу да траже парове, понављајући тако циклус.

Иако постоји и пет врста морских глиста који паразитирају на воденим створењима као што су јастози, њихова способност да манипулишу домаћинима је нејасна због недостатка потребе да се врате у воду.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=о-нВНрОр_вц
Слатководне длачице живе у околини, у националном споменику Муир Воодс у Калифорнији. Кредит: Бруно де Медеирос

Генетско истраживање длакавих глиста

Колико год чудно било понашање длачица, Цунхин истраживачки интерес за животиње има више везе са њима ДНК. „Почели смо да секвенцирамо њихове геноме, јер ништа слично њеном није било секвенцирано на овом нивоу раније“, каже она о студији, спроведеној са њеним коауторима Бруном де Медеиросом, Аријаном Лорд, Мартином Соренсеном и Гонзалом Гербетом. „Циљ је био да се произведу ти геноми и да се на крају користе за разумевање еволуционих односа између длачица и других врста животиња.“

Након што је добио узорке ДНК из две врсте глиста – једне слатководне и једне морске – и секвенцирао их, тим је дошао до запањујућег открића када је упоредио генетске кодове глиста са онима других створења.

Одређене фотографије стјуардесе (мртвог) јастога Мониде С. , из Норвешке, заражен морским длачицама. Слика је сада узета као истинита репрезентација сценарија како је црв сакупљен пре много година, који је коришћен за секвенцирање генома. Заслуге: Мартин Соренсен

Откријте гене који недостају

„Оно што смо открили, што је било веома изненађујуће, јесте да геномима длачица недостаје око 30 одсто скупа гена за које би се очекивало да буду присутни у основи у свим групама животиња“, каже Куна.

Оваква открића често наводе научнике да се запитају да ли су погрешили. Међутим, постоји веза између гена који су одсутни у обе врсте црва. Велика већина гена који су недостајали били су потпуно исти између ове две врсте. Ово је била невероватна случајност“, каже Куња.

Цунха и њене колеге откриле су да су ови гени, који недостају код других животиња, одговорни за производњу цилија.

„Цилиа су органеле, мале структуре на ћелијском нивоу, присутне у основи код свих животиња, па чак и шире, код протиста и неких биљака и гљива. Тако да су присутне у великом броју различитих живота на Земљи“, каже Цунха. Они су присутни у многим ћелијама у људском телу: на пример, репови сперматозоида су трепетљике, а ћелије у мрежњачи такође имају цилије.

Погледајте слику домаћина (мртвог) јастога Мониде С. , из Норвешке, заражен морским длачицама. Отвор јастога је отворен да би се показало где је црв пронађен. Слика је сада узета као истинита репрезентација сценарија како је црв сакупљен пре много година, који је коришћен за секвенцирање генома. Заслуге: Мартин Соренсен

Импликације за губитак цилија

У претходним студијама, научници су открили да су црви од длаке изгледали без цилија тамо где би се иначе посматрали. Сперми длачица, на пример, немају репове. Међутим, недостатак визуелних доказа о цилијама код длачица није сматран коначним доказом да оне нису биле присутне. „Без генома, ово би захтевало сагледавање свих ћелија у свим фазама живота свих врста“, каже Бруно де Медеирос, кустос инсеката опрашивача у Фиелд Мусеуму и коаутор рада.

„На основу претходних запажања, чини се да црви немају цилије, али нисмо били сигурни да је то тачно“, каже Куња. „Сада са геномом, видели смо да им заправо недостају гени који производе цилије код других животиња – они уопште немају механизам за стварање цилија.“

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=дбТ5н1Х1еЕ4
Жива слатководна длака у рукама Бруна де Медеироса у Националном споменику Муир Воодс у Калифорнији. Кредит: Бруно де Медеирос

Разумевање еволуционих образаца и будућих праваца

Штавише, чињеница да су и слатководне и морске врсте длакавих црва изгубиле гене за цилије указује на то да се ова еволуциона промена највероватније догодила у дубокој прошлости њихових заједничких предака. „Могуће је да се губитак догодио на почетку развоја групе, а они су га само наставили“, каже Куна.

Ово откриће поставља терен за многа нова истраживања. Нејасно је како одсуство цилија утиче на длачице или да ли је паразитско понашање длачица повезано са недостајућим цилијама. „Постоји много других паразитских организама којима не недостају ови специфични гени, тако да не можемо рећи да гени недостају због њиховог паразитског начина живота“, каже Куна. Али паразитским организмима генерално често недостају многи гени. Претпоставља се да због тога што паразити не користе одређене структуре и уместо тога се ослањају на своје домаћине, на крају губе те структуре.“

Импликације за будућа истраживања

Длане глисте нису једини паразити који показују особине „контроле ума“. Слично понашање се види и код протозоа одговорних за токсоплазмозу, која смањује страх глодара од мачака, и код гљивица Опхиоцордицепскоји је постао познат по видео игрици и ТВ емисији Тхе Ласт оф Ус, манипулише мравима како би распршили споре гљивица.

Иако су ови организми далеко повезани са длачицама, Цунха верује да нова студија може помоћи научницима да идентификују уобичајене обрасце како ово понашање функционише. Извођењем ове компаративне анализе између организама у будућности, можда ћемо моћи да тражимо сличности. Или су, можда, ови организми развили слична понашања на потпуно различите начине једни од других.

Референца: „Размајни губитак глобалних метазоанских гена откривен скупом генома паразитских нематоморфа широм хромозома“ Аутори Тауана Ј.Цунха, Бруно АС де Медеирос, Арианна Лорд, Мартин В. Сøренсен и Гонзало Гирибет, 18. јул 2023., Аваилабле Хере . Цуррент Биологи.
ДОИ: 10.1016/ј.цуб.2023.07.003