Изумрудената оса и нейният зомби хлебарка За науката
Инжектирайки отровата си, малка и блестяща оса поставя хлебарка на милостта си и я превръща в жива храна за потомството си. Много добър пример за неврологична манипулация на един вид от друг.
Изумрудените оси (тук Ampulex compressa) са ослепителни видове, както визуално, така и еволюционно. Тяхната отрова им позволява да контролират поведението на други насекоми, за да осигурят изхранването на своето потомство.
Не знам дали хлебарки сънуват, но си представям дали са, смарагдови оси Ampulex compressa и свързаните с тях видове фигурират на видно място в кошмарите си. Тези малки, самотни тропически оси манипулират нервната система на плячката си, така че последните да служат като жива килера за прясно излюпеното си потомство. Това е нещо от някои филми на ужасите, почти буквално: тези видове оси са вдъхновили ужасяващите гърди на франчайза Alien.
Историята е както проста, така и екстравагантна: женската оса поема контрола над нервната система на хлебарка, която храни своите потомци, които след това губят всякакъв страх или воля, за да избягат от съдбата си. Но за разлика от това, което виждаме на големия екран, не нелечим вирус превръща живия хлебарка в безмозъчно зомби, а отрова. Не просто отрова: специфична отрова, която действа като наркотик върху нервната система на хлебарка.
В тяхното сърце нервната система, независимо дали е при хора или насекоми, е просто съвкупност от неврони. Има потенциално милиони отровни съединения, които могат да активират или деактивират невроните. Следователно не трябва да е изненадващо, че някои отрови могат да действат върху централната нервна система, която, особено при хората, е внимателно защитена. Някои от тези отрови се инжектират далеч от мозъка и успяват да си проправят път през физиологични защитни бариери, като кръвно-мозъчната бариера при хората. Други се инжектират директно в мозъка, както в случая на смарагдовата оса и нейната хлебарка-домакин, която тя трансформира в зомби.
Хлебарка парализиран, след което се трансформира в зомби
Изумрудените оси са красив, макар и ужасяващ пример за това как невротоксичните отрови могат да направят много повече от осакатяването. Те са били изучавани в продължение на много години от биолози, по-специално от Фредерик Либерсат и неговите колеги от университета Бен-Гурион, Израел.
Осата, която е около половината от размера на жертвата си, започва атаката си отгоре; той се нахвърля върху хлебарката и я хваща с устата си, докато въвежда в гръдния кош на плячката си, между двата предни крака, яйцеклетката си (жилото, което му позволява да депозира яйцата си, а също и да инжектира отрова). Това ужилване отнема само няколко секунди и отровните компоненти работят бързо. По този начин хлебарката е временно парализирана, което дава на осата време да ужили плячката си за втори път с по-голяма точност. С дългото си ужилване тя инжектира невротоксичната си отрова в два региона на мозъчните си ганглии, еквивалентът на мозъка на насекомото.
Пункция с висока прецизност
Ужилването на осата е толкова добре приспособено към жертвата си, че е чувствително къде се намира в главата на хлебарка. Използвайки механични и химични сигнали, ужилването се опипва през главата на хлебарка и ганглиозната обвивка (еквивалентът на насекомото на кръвно-мозъчна бариера), докато намери точното местоположение, към което е насочено. Двете целеви области на мозъка са много важни за осата: когато при експерименти те преди това са били отстранени от хлебарка, осата отнема много време, за да търси с вграденото си жило липсващите части на мозъка.
Ганглиите на хлебарката са ужилени, мозъчният контрол започва. Първо, жертвата се омърсява и нищо друго: Веднага щом предните крака на хлебарката се възстановят от временната парализа, причинена от ужилването по тялото, започва щателна рутинна процедура, която продължава около половин година. Учените са показали, че това поведение е специфично за отровата: пиърсинг на мозъчните ганглии, общ стрес на хлебарка или контакт без ужилване с осата не провокира същия хигиенен порив. Тази внезапна нужда от чистота може да бъде причинена и от приток на допамин в нервните ганглии на хлебарки, а допаминоподобното съединение в отровата вече е известно, че е причината за това компулсивно поведение при подстригване.
Не е известно дали това поддържане е полезна характеристика на адаптивната отрова или просто е страничен ефект. Според някои изследователи това поведение гарантира, че килера, който ще се възползва от крехкото потомство на осата, ще бъде лишен от гъбички и бактерии; други изследователи смятат, че това позволява да се заеме хлебарка, времето, през което осата продължава и завършва работата си.
Допаминът е един от интригуващите химикали, открити в мозъка на голямо разнообразие от животни и който има животоспасяващи ефекти. В нашите глави това е част от „системата за възнаграждение“: приливите на допамин се предизвикват от приятни неща. Тъй като допаминът ни кара да се чувстваме добре, той може да бъде фантастичен, но е свързан и с пристрастяващо поведение и усещанията, които получаваме от лекарства като кокаин. За нас е невъзможно да разберем дали хлебарка също изпитва прилив на еуфория, когато мозъкът му е наводнен с допамин, но предпочитам да мисля, че го има, предвид тъжния край, който насекомото ще преживее.
Докато хлебарката се коня, осата я изоставя, за да търси подходящо място. Тя се нуждае от дупка, където да остави яйцето си и зомбита хлебарка и отнема малко време, за да намери правилното място и да го настрои. Когато тя се върне, около тридесет минути по-късно, отровата е взела своето - хлебарката е загубила всякаква воля да избяга.