Zombiju paņēmieni savvaļā
Kamēr daži cilvēki biedē ar zombijiem, izmantojot TV un sazvērestības teorijas, un citi pusjokā dzemdē esošo augli sauc par parazītu, kas ar viņu manipulē, bet reāli manipulatori - parazīti veiksmīgi pakļauj savus saimniekus, pārvēršot tos par zombijiem. Un šīs shēmas darbojas desmitiem miljonu gadu, nevis dažus nožēlojamus desmitiem gadsimtu, kamēr Homo Sapiens vēsturiskais periods ilgst. Citi bioloģiskie "zombiji" - "staigājošie mirušie" - slēpās uz evolucionārā koka zariem un pat mūsu šūnu iekšienē. Vēl citi staigā pa ielām un domā, ka visi apkārtējie jau ir miruši, kas nozīmē, ka ir iespējams izdarīt noziegumus, jo viņiem tas vairs nerūp. Tātad, ko zinātnieki sauc par zombijiem un kur tos atrast? Izdomāsim.
Zombijs mikroskopā
Sāksim ar to, ka ne tikai visu organismu, bet arī atsevišķas šūnas var likt piecelties no mirušajiem un saliekties pēc savas gribas. Mycobacterium tuberculosis ļoti labi zina, kā to izdarīt. Šī baktērija, kas izraisa tuberkulozi, vairojas cilvēka ķermeņa šūnu iekšienē. Tas apmetas arī makrofāgos - imūnās šūnās, kas ēd bīstamus "nepiederīgos". Pēc inficēšanās makrofāgu membrāna kļūst noplūde, kas gandrīz vienmēr nozīmē noteiktu šūnu nāvi. Bet mikobaktērijas nevēlas tik viegli zaudēt savus "inkubatorus", tāpēc tās neļauj jau praktiski mirušajām šūnām nomirt līdz galam, pārvēršot tās par zombiju rūpnīcām, kas var ražot jaunus tuberkulozes baciļus un paslēpties no antibakteriālas terapijas.
Ja jūs saraujaties tālāk un ieskatāties vēl dziļāk, zombijus var atrast mūsos visos. Turklāt bez viņiem mēs nevarētu būt dzimuši. Vismaz tā domā zinātniskajā žurnālā Frontiers in Cell and Developmental Biology publicētās hipotēzes "zombiju centrioles" autori. Centriols ir deviņi mikrotubulu tripleti (tripleti). Centrioli "orķestrē" šūnu dalīšanos, veidojot dalīšanās vārpstu, kas pievilina hromosomas (vai to puses, atkarībā no dalīšanās veida) līdz šūnas poliem. Ir noskaidrots, ka lielākajai daļai dzīvnieku dzimumaudzēšanas laikā centrioles tiek pārmantotas no tēva, bet cilvēkiem un citiem zīdītājiem, kā arī kukaiņiem spermas centriolas tiek modificētas (vai tās vispār nav). Kur tad rodas abas apaugļotās olšūnas centrioles? Piemēram, kukaiņu spermā ir tikai viena centriola. Cilvēkiem nekas nav skaidrs: šķiet, ka daži zinātnieki apaugļotā olšūnā novēroja pat trīs, nevis divas normālas, un pelē centrioles nemaz neredzēja, kamēr šūna sadalījās 32 vai 64.
Norāde, pēc raksta autoru domām, ir vienkārša: spermas šūnā ir divas centrioles, bet viena no tām ir modificēta, degradēta. Tomēr "mirusī" centriola var sadalīties un darboties, neatjaunojot to parastajā formā. "Sakarā ar to, ka tie vienlaikus ir degradēti (" miruši ") un funkcionāli (" dzīvi "), mēs tos saucām par zombiju centrioliem," raksta darba autori. Kad centrioles tiek apaugļotas zigotā, šī zombiju centriola var veidot meitas normālu centriolu, tāpēc ir trīs centrioles.
Vēl dīvaināka lieta par zombiju centriolēm (bet noteikti pastāv arī realitātē) ir zombiju vāveres. Zinātnieki no Anglijas, Austrālijas un Norvēģijas par viņiem uzrakstīja veselu recenziju, sūdzoties, ka kolēģi neuzskata, ka “zombiju proteīni”, maigi izsakoties, nav fermentatīvi.
Reklāmas video:
Un pilnīgi veltīgi: tie atrodas visās dzīvo valstībās un aizņem 10-15% genoma. Ja tie nebūtu vajadzīgi, dabiskā atlase tos lēnām attīrītu (ir arī prieks tērēt enerģiju bezjēdzīga junk sintezēšanai), taču tas nenotiek. Un, ja mēs sākam saprast, ka pat nekodējošai, "nevēlamai" DNS patiesībā ne tikai kāda iemesla dēļ ir vieta genomā, tad kodējošajiem gēniem, no kuriem tiek ražoti pat nefunkcionāli proteīni, noteikti vajadzētu būt jēgam. Šādi “zombiji” var ietekmēt viņu darba prototipu, mainīt tā darbību, piestiprināt to īstajā vietā šūnā - tas ir, pilnībā dzīvot pēc tā “funkcionālās nāves”.
Un zombijs sēž uz zariem
Kas par augiem? Mēs savā stāstā nepieņemsim tos nepelnīti. Turklāt viņi var kļūt arī par zombijiem. Fitoplazmas baktēriju dēļ zombiju augi ziedu vietā uz zariem audzē lapas. Viņi vairs nespēj vairoties un, tāpat kā tuberkulozes baciļu kolonizētie makrofāgi, kļūst par baktēriju ražošanas rūpnīcām.
Vienšūnas augi padara augus par vājas gribas vergiem ar SAP54 olbaltumvielu palīdzību, kas mijiedarbojas ar MADS domēna olbaltumvielām (nē, viņi nav atbildīgi par ārprātu, bet gan par zieda veidošanos). Evolūcijas procesā baktēriju proteīns SAP54 iemācījās līdzināties K domēna proteīnam, kas parasti mijiedarbojas ar MADS, tāpēc tas tika ielauzies augu kontroles piekļuves sistēmā.
Bet par "zombijiem" var kļūt ne tikai augu zari. Zinātnieki to var saukt arī par evolucionārā koka zariem. Daudzas debates notiek par zīdītāju attīstības modeli pēc krīta un paleogēna izmiršanas, kas iznīcināja dinozaurus un daudzus citus dzīvniekus un augus. Šiem notikumiem ir divas versijas. Saskaņā ar pirmo “sprādzienbīstamo” modeli ar “garo drošinātāju sprādzienbīstamo modeli” dažādu kārtību senči vispirms atšķīrās zīdītāju klasē, un pēc tam parādījās sugas katrā kārtā. Īsā drošinātāja sprādzienbīstamais modelis pieņem, ka šie notikumi notika gandrīz vienlaikus. Nesen tika piedāvāts “mīksta sprādziena” modelis, saskaņā ar kuru dažas līnijas radās krīta periodā, un pēc izmiršanas notika galvenais “sprādziens”.
Pēdējā modeļa problēmas un vājās vietas atklāj spoku zarus un zombiju zarus, kas radušies uz evolucionārā koka. Pirmie parādās tāpēc, ka fosilā uzskaite ir nepilnīga: senči netika atrasti, un pēcnācēji atradās savā vietā. Pēdējie ir problemātiskāki, jo tie notiek, pirms molekulārie dati paredzēja viņu senču grupu atšķirības.
Raksta “Molekulārā filogenētika un evolūcija” autori analizē visus trīs modeļus un apgalvo “garu drošinātāju vadu”, parādot, ka dalīšanās kārtības līmenī, visticamāk, sākās krīta laikos. Šī koncepcija ļauj mums uzvarēt zombiju zarus un uzlabot zīdītāju evolūcijas koku.
Teroristu tārpi vēžu un skudru iekšpusē
Evolūcijas gaitā parazīti ir ieguvuši plašu zombiju tehnoloģiju komplektu. Šeit tiek izmantoti visi līdzekļi: manipulācijas, ticība paša maņu orgānu signālu nepatiesībai, kari ar imunitāti un viltoti hormoni.
"Neiroparazitoloģija ir zinātne, kas atrodas uz zinātniskās fantastikas robežas," raksta Maikls Dikinsons, Vašingtonas universitātes The Journal of Experimental Biology līdzredaktors. Šī frāze ir papildināta ar šausmu un apbrīnas sajaukumu: sākot ar lūgumu "neēd mani, es joprojām tev noderēšu", kas vērsts uz kāda cita imūnsistēmu, līdz mānīgai īpašnieku manipulācijai un zombēšanai - viens solis. Un jūs varat to iziet, kaljot molekulas, kuras izmanto, lai sazinātos ar saimnieka šūnām.
Dažreiz šķiet, ka tam nav lielas jēgas. Ir gammarus vēžveidīgie, kas pieder pie amfipodu kārtas (tos tā sauc, jo burtiski peld uz sāniem). Bet, kad tiem uzbrūk parazīti, vēžveidīgie zaudē kontroli pār sevi un sāk kustēties kā visi pārējie vēžveidīgie un pat peld gaismā, nevis slēpjas no tās.
Gammarus vēžveidīgais. Ar Džūliju / Flickru
Rezultātā tās, visticamāk, ēd zivis, kurās parazītam jāiekļūst. Zinātnieki varēja ietekmēt gammarus kustību ar serotonīnu un parādīja, ka parazīti, visticamāk, ietekmē imūno reakciju, kas izraisa vēžveidīgo nervu sistēmas iekaisumu. Tā rezultātā tiek traucēts neirotransmitera serotonīna - starpmolekulas - darbs, kas pārraida signālus starp nervu šūnām, kā arī starp nervu un citām šūnām. Vēžveidīgais pareizi nesaņem vizuālos un ožas signālus un peld pretim savai nāvei.
Gadās, ka parazītiem ir jāpavada "bērnība" vienā organismā, "pusaudža gadi" citā organismā un jāaug trešajā. Šādi savu dzīvi pārdzīvo tārps, lancetiskā plēve Dicrocoelium dendriticum.
Tās olām vajadzētu gulēt augsnē, nākotnes plankumi tiek nosūtīti uz "bērnudārzu" gliemeža iekšpusē. Nākamajā posmā viņi kādu laiku brīvi peldas cercariae kāpuru formā ar astēm, pēc tam tos norij skudra, pēc tam tie kļūst par metacercariae.
Bet ne visas cerārijas izies caur skudru "skolu": vienai no tām lemts mirt, lai ļautu pārējām izaugt. Tas ielīst skudras subofaringeālajā ganglijā, smadzeņu prototipa apakšējā pusē, kas ir kukaiņiem. Tur cercaria ērti iekārtojas, apņemot sevi ar plānu apvalku, un apsēžas pie “vadības paneļa”. Turpmāk skudra darbojas dienā, tāpat kā visi tās brāļi, bet naktī tā pārvēršas par vājas gribas zombiju. Viņš pamet skudru pūzni, uzkāpj uz zāles asmens, pieķeras tam ar zobiem un gaida, kamēr zīdītājs to norij: zombiju skudra ir tikai seškājains transportlīdzeklis, kuru tārpi nolaupījuši, lai sasniegtu loloto mērķi, kas kļūst par aitas vai govs aknām vai žultsvadiem. Tur tārpi plaukst un var vairoties līdz pat desmitiem tūkstošu cilvēku.
Attīstības cikls / Dicrocoelium dendriticum Wikimedia Commons
Citi parazīti, matu tārpi, kas nodrošina siena sienu un prusaku drošu nāvi, liek tiem lēkt ūdenī, kur zivīm, nākamajai parazīta saimniecei, jāēd kukaiņi.
Kaķi un peles un ļaunuma ziedi uz kosmosa kuģa
Bet, ja skudru vai vēžveidīgo zombēt nav tik grūti, tad liela un sarežģīta mugurkaulnieka smadzeņu “uzlaušana” ir vismodernāko “hakeru” uzdevums. Tāpēc slavenākais un pat kanoniskais zombizācijas piemērs, protams, ir toksoplazmoze. Šo slimību izraisa vienkāršākais Toxoplasma gondii. Toksoplazma, atšķirībā no tārpu kāpuriem, sastāv tikai no vienas šūnas, bet var pakļaut triljoniem svešinieku.
Toksoplazmas maršruta galamērķis, viņu apsolītā zeme, ir kaķis. Nekavējoties viltīgi vienšūnu parazīti tajā var nokļūt reti, tāpēc visbiežāk ceļš uz Tokoplazmas paradīzi slēpjas caur nāvi. Tiesa, ne savējie: lai tiktu pie kaķa, viņi izmanto mazākus transporta līdzekļus - žurkas, peles vai putnus.
Šajos dzīvniekos Toxoplasma notiek dažādas transformācijas. Nonākot smadzenēs, tie ražo tirozīna hidroksilāzi - olbaltumvielu, kas regulē hormona dopamīna sintezēšanas ātrumu. Šis hormons, kas saistīts ar prieku un uzticību, ir galvenā saite motivācijas un atlīdzības sistēmā. Pakļāvušies laimes solījumam, tas pats iekšējais burkāns uz makšķeres ar jebkādu motivāciju, grauzēji vai putni kļūst bezbailīgi un paši sāk meklēt tikšanās ar pūkaina zvēra nagām.
Tirozīna hidroksilāzes molekulas izskatās kā nekaitīgi ziedi, bet Toxoplasma rokās tie pārvēršas par ļaunuma ziediem un nevis Bodlēra, bet vistiešākajā nozīmē / Gla086 / Wikimedia Commons
Bet pat visskaistākie mehānismi var neizdoties. Iedomājieties, ka jums jāzog automašīna vai helikopters, lai nokļūtu, piemēram, paradīzes salā, kur jūs gaida mierīga dzīve. Bet tad notiek negaidīts: jūsu nākamais karavīrs kļūdas dēļ nonāk kosmosa kuģī. Jūs esat iemācījušies nolaupīt automašīnas un lidmašīnas, jūs zināt, kā tās vadīt, paslēpties no sargiem - imūnsistēmas - un vairoties, apdzīvojot dažādus audus, jūs savus upurus padarījāt pievilcīgākus pretējam dzimumam, pat apdraudat Havaju zosu populācijas, pirms tam dažās vietās "nolaupot". No tiem 48%. Bet jūs neesat iemācījušies lidot ar kosmosa kuģiem. Kopumā jūsu kuģis lido uz Marsu ar autopilotu. Ne tikai tagad nav paradīzes salas, bet arī jums nav skafandra. Protams, kosmosa kuģim iekšpusē ir pogas, līdzīgas tāmuz kurām esat pieradis noklikšķināt - bet dažreiz tie darbojas pavisam citādi.
Turklāt cietušā imūnsistēma var ietekmēt arī nervu sistēmu (piemēram, ar iekaisumu, piemēram, tajā pašā gammā) un mainīt viņu uzvedību - un ne vienmēr toksoplazmai izdevīgā virzienā.
Cilvēku zombēšana: peles mīlestības un apokalipses atbalsis Ņujorkā
Iespējams, tā jutīsies Toksoplazma, ja tā varētu novērtēt savas veiksmes iespējas, inficējot cilvēku. Maz ticams, ka kaķis to ēd, un tas savā veidā reaģē uz Toksoplazmas stimuliem. Piemēram, viņam ir palielinājusies šizofrēnija vai palielināts tā izpausmes risks. Arī inficēto cilvēku aptaujas rāda, ka toksoplazmas upuri bīstamības gadījumā kļūst lēnāki un pasīvāki, pašsaglabāšanās instinkts kļūst vājāks, un, lai arī kopumā pacienti ir aizkaitināmāki, viņi nevēlas par kaut ko cīnīties. Biedējošās situācijās - tumšā mežā, naktī tukšā mājā - viņi paliek mierīgi.
Cilvēkiem var būt dramatiskas izmaiņas arī aizdomu un sabiedriskuma līmenī. Sievietes kļūst draudzīgākas un altruistiskākas, savukārt vīrieši, gluži pretēji, nevēlas neko dalīt. Aizdomas par inficētajiem ietekmē ne tikai dzimums, bet arī dzīvesvieta: pilsētu vīrieši un ciema sievietes Toksoplazmas dēļ kļūst uzticamākas, savukārt ciema vīrieši un pilsētas sievietes, gluži pretēji, meklē visu noķeramo.
Vēlreiz mēs redzam parazīta "dopamīna" rokrakstu, atgādinot, ka šis hormons atšķirīgi ietekmē vīriešu un sieviešu zīdītājus. Eksperimenti ar prēriju pelēm, mīlestības un uzticības modeļiem grauzēju pasaulē ir parādījuši, ka dopamīns ir vajadzīgs ne tikai pieķeršanās jūsu dvēseles palīgam, bet arī agresija pret svešiniekiem. Šādas ietekmes var dažādi ietekmēt vīriešus un sievietes: vieniem ir jāaizsargā teritorija, citiem jāpieķeras un jābūt draudzīgiem. Varbūt šī reakcija ir jūtama arī ar Toxoplasma inficēto vīriešu un sieviešu uzvedības atšķirībās - lai gan, protams, cilvēki nav peles, un Toxoplasma saskarne nav tik ērta.
Bet toksoplazmas nemācās no savām kļūdām un turpina iejaukties kosmosa kuģos: reģionos, kur sanitārija nav ļoti populāra, un pārtikā nokļūst daudz jēlas gaļas, vairāk nekā puse cilvēku veido antivielas pret toksoplazmu. Tas nozīmē, ka viņi ir slimi vai vismaz agrāk ir tikušies ar šiem parazītiem. Izārstēt šo infekciju ar antibiotikām nav viegli: kaut kur kaut kur izdzīvo snaudoša parazīta forma - cista, kas vienmēr ir gatava atkal vairoties. Un atkal cilvēks vairs nav gluži viņš, bet gan toksoplazmas kosmosa kuģis, kuru kontrolē no iekšpuses, cenšoties sasniegt nesasniedzamu kaķi.
Bet ir arī citi scenāriji attiecībā uz zombiju apokalipsi. Arī augi var būt ne tikai upuri, jo no tiem iegūtas narkotikas var apreibināt cilvēkus. Stāsts par to, kā ķīmiķi, pētot kanabinoīdu receptorus (kas reaģē ne tikai uz narkotiskajiem kanabinoīdiem, bet arī uz daudziem ķermeņa iekšējiem neirotransmiteriem), nejauši izprovocēja "zombiju" parādīšanos Ņujorkas ielās, nav filmas sižets par apokalipsi, bet gan īstā tēma. zinātniskais raksts, kas publicēts The New England Journal of Medicine 2017. gada janvārī.
Pagājušā gada 12. jūlijā tika nosūtītas ātrās reaģēšanas vienības, lai atrastu un sagūstītu draudīgus cilvēkus, kas uzvedas tieši tāpat kā zombiji. Bruklinā, Ņujorkā, tika atrasti 33 cilvēki, kuri pa tukšām, nesaprotamām acīm mehāniski klīst pa ielām. Cilvēki lēnām kā somnambulisti kustināja rokas un rēca kā īsti zombiji. Astoņiem jaunizkaltajiem "zombijiem" pārbaudīja urīnu un asinis. Pēc izmeklēšanas, kas ilga 17 dienas, zinātniekiem izdevās noskaidrot, ka vainīgais ir nesen sintezēts kanabinoīds, lai meklētu narkotikas, kuras cilvēki iegādājās augu izcelsmes medikamenta AK-47 24 Karat Gold aizsegā, kas ietekmēja pirmā veida kanabinoīdu receptorus.
Turpinājumu lasiet šeit.
Jekaterina Miščenko