Prawdopodobny scenariusz ataku zombi

Atak zombi. /źródło: flickr; ojonudo (CC BY 2.0)

Czytaczki oraz Czytacze pilnie śledzący wiadomości z areny międzynarodowej mogli w ciągu ostatnich niecałych dwóch tygodni poczuć się zdegustowani, zniesmaczeni, zaskoczeni i rozbawieni. Niekoniecznie w tej kolejności.

Kilka dziwnych wypadków – podejrzana wysypka u uczniów jednego z liceów na Florydzie, niezidentyfikowany atak chemiczny na jednym ze stanowych lotnisk, plujący krwią na policjantów zatrzymany pod Orlando – miało miejsce w drugiej połowie maja.

26. maja amerykańskie media doniosły o przerażającym wypadku na Florydzie: ciemnoskóry mężczyzna, zidentyfikowany potem jako Rudy Eugene, zaatakował bezdomnego Ronald Poppo w Miami. Zerwał z niego ubranie, a następnie warcząc od czasu do czasu usiłował odgryźć mu twarz. Poppo przeżył atak, chociaż według chirurgów plastyków, pod opiekę których trafił, najprawdopodobniej będzie oszpecony do końca życia. Eugene zaś został zastrzelony przez patrol policji.

Atak zombi. /źródło: flickr; ojonudo (CC BY 2.0)

Trzy dni później do szpitala w stanie New Jersey przewieziony został mężczyzna, który dźgnął się (sam) 50-krotnie, a następnie – według doniesień – rzucił w policjantów własnymi wnętrznościami.

Wszystkie te doniesienia wywołały w internecie falę spekulacji mówiących o tym, że prawdopodobnie mamy do czynienia z atakiem zombi. Większość z Was zapewne, podobnie jak ja, uśmiechnie się pod nosem – bo pomijając okropieństwo niektórych z tych wydarzeń, sam koncept ataku zombi wygląda jak bardzo kiepski żart. Co nie zmienia faktu, że amerykańskie władze potraktowały sprawę bardzo poważnie: do tego stopnia, że rzecznik Centrum Zwalczania i Zapobiegania Chorobom (CDC) w mailu do portalu Huffington Post napisał, że (niespodziewajka!)

„CDC nie zna żadnego wirusa ani innej choroby, które mogłyby doprowadzić do wskrzeszenia zmarłych (lub wywołać zombi-podobne objawy)”.

ResearchBlogging.orgZapytać możecie, czemu służy ten przydługi wstęp? Otóż, od paru miesięcy w szufladzie leży i czeka na napływ weny szkic postu o pracy opublikowanej w maju 2011 roku w piśmie BMC Ecology, dotyczącej mrówek-zombi i atakującego je grzyba – innymi słowy patogenu wywołującego zombi-podobne objawy… Bardziej trafione okoliczności do opisania tego zjawiska chyba się więc nie nadarzą.

Rzecz zaś sprowadza się do relacji pomiędzy gospodarzem i pasożytem. Pasożyt żerujący na jakimś organizmie musi mieć odpowiednią strategię: nie może zasobów gospodarza wykorzystywać zbyt szybko, aby nie popełnić mimowolnego samobójstwa przez przedwczesne uśmiercenie organizmu, na którym żeruje. Z drugiej strony oczywiście chce ten gościnny organizm wykorzystać do granic możliwości tak, aby zapewnić trwałość sobie samemu. Strategia działania wielu pasożytów opiera się na modyfikacji zachowań gospodarza. Ciekawym tego przykładem – który jednak szerzej opiszę może kiedy indziej – jest pasożytnicza kastracja. Hamowanie reprodukcji gospodarza to tylko jedna ścieżka pokazująca, że zwierzęta atakowane przez pasożyty mogą zmieniać się dramatycznie w porównaniu do ich normalnych zachowań.

I znakomitych innym tego przykładem jest właśnie opisywany przez Davida Hughesa i współpracowników przypadek tajskich mrówek Camponotus leonardi atakowanych przez pasożytniczego grzyba Ophiocordyceps unilateralis s.l.

Mrówki-robotnice przez grzyba zarażane są podczas poszukiwania pokarmu: jego spory przyczepiają się do mrówczego pancerza, dochodzi do kiełkowania, a następnie penetracji do wnętrza owada i zakażenia. Co ciekawe, mrówki grzybowi do rozmnażania są bezwzględnie potrzebne: proces może jednak zajść jedynie po pewnym czasie, gdy na głowie mrówki wyrasta grzybia łodyga, z której ostatecznie uwalniane są nowe spory. Koniec jest tej historii jednak tylko jeden i zawsze ten sam: mrówka umiera.

W jaki sposób grzyb modyfikuje zachowanie mrówek? Niezwykle ważne – z punktu widzenia pasożyta – jest, aby gospodarz nie wyzionął ducha w kopcu czy jego bliskiej okolicy. Mrówki bowiem – podobnie jak niektóre inne społeczne zwierzęta – są owadami bardzo zaawansowanymi i w przypadku zgonów osobników w miejscu zamieszkania szybko i fachowo pozbywają się ciała, tak że sam ojciec chrzestny byłby dumny. Podstawową tego przyczyną jest zachowanie w gnieździe higieny – nawyk, który można tylko chwalić. Ponieważ jednak zmarłe owady wynoszone są tak daleko, jak tylko się da, od kopca, oznacza to, że jeśli grzyb zabije robotnicę zanim jego produkująca spory łodyga zdąży dojrzeć, to zmniejsza automatycznie swoje szanse na rozprzestrzenianie się.

W przypadku jednak mrówek z rodzaju Camponotii zaobserwowano, że tuż przed śmiercią opuszczają one kopiec, a następnie wgryzają się w liście w jego okolicy, zawsze w określoną część liścia, i czynią to w miejscu, gdzie inne zarażone mrówki. Gdy zaś są już na takim liściu uczepione, umierają, zaś grzyb rozwija się na nich post mortem. Zdrowe mrówki od czasu do czasu przechodzące w okolicy ulegają zarażeniu i kontynuują ten morderczy cykl. Okazuje się, że zachowanie to powodowane jest właśnie przez pasożytniczego grzyba.

Na zdjęciu mrówka z wyrastającą z jej głowy łodyga grzyba. Na wykresie widać, o jakich porach dnia obserwowane mrówki-zombi maszerowały ku mrówczemu cmentarzowi najczęściej. Niebieskie poziome linie pokazują dla każdego obserwowanego osobnika okres obserwacji; czerwone trójkąty – moment wgryzania się w liść; zaś każda pionowa szara linia odpowiada spazmom wywoływanym u mrówek przez zabijające je infekcje. /źródło: Hughes et al., BMC Ecology 2011, 11:13 (CC BY 2.0)

Badacze określają takie mrówki mianem mrówek zombi, ponieważ – chociaż mogą one wciąż wyglądać jak mrówki – ich zachowanie jest już ekspresją zachowania pasożyta. Zachowanie mrówki staje się niejako fenotypem grzyba.

Hughes ze współpracownikami postawili dwie nowe hipotez dotyczące całego zjawiska. Po pierwsze, podejrzewali, że sposób i miejsce, w którym mrówki-zombi decydują się wgryzać w liście, muszą być zoptymalizowane pod kątem rozmnażania i potencjału do rozprzestrzeniania się grzyba. Po drugie zaś, zasugerowali, że musi dojść do zmian w budowie określonych mięśni mrówek tak, aby wgryziona w liść umierająca mrówka wgryziona w niego pozostała też po śmierci.

Badaczom udało się w istocie zaobserwować zmiany morfologiczne u mrówek. Do wachlarza powodowanych przez pasożyta zachowań dodali zaś nowe. Mrówki-zombi wykazywały preferencję co do pory dnia, w trakcie której najchętniej udawały się na swoje liściogryzienie: najczęściej bowiem czyniły to w okolicach południa.

Wnioski badaczy są zatem niezaskakujące (i jak zazwyczaj w pracach naukowych – mało kontrowersyjne): zachowania mrówek będące rozszerzonym fenotypem grzyba wynikają z niezwykle skomplikowanego systemu manipulacji. Grzyb bowiem nie tylko wpływa na chwilowe zachowanie mrówki, ale też prowadzi do zmian w budowie jej ciała. Stąd też zapewne uzasadnione jest nazwanie tego jak i podobnych pasożytów łowcami ciał.

Wnioski dodatkowe w kontekście wstępu do notki są następujące: chociaż rzecznik CDC może nie znać żadnego organizmu wywołującego u innych organizmów zachowania zombi-podobne, nie oznacza to, że takich organizmów nie ma. O czym powiedziałaby mu niejedna mrówka, gdyby a. mogła mówić i b. dała radę przeżyć atak grzyba. Oczywiście nie oznacza to jeszcze, że wypadki w Ameryce są początkiem epidemii ludzkich zombi. Chociaż bowiem opisany tutaj przypadek nie jest w świecie zwierząt jedynym, to jednak tego typu pasożyty żerują zazwyczaj na znacznie prymitywniejszych niż ludzie organizmach. Piekno nauki polega jednak na tym, że nic nie jest ostateczne, dla fanów horroru i fantastów zawsze istnieje więc furtka do szerzenia absurdalnych pomysłów…

Hughes, D., Andersen, S., Hywel-Jones, N., Himaman, W., Billen, J., & Boomsma, J. (2011). Behavioral mechanisms and morphological symptoms of zombie ants dying from fungal infection BMC Ecology, 11 (1) DOI: 10.1186/1472-6785-11-13

15 Comments

  1. Świetny artykuł! Chociaż nie wierzę w ożywianie zmarłych (jak np. w serialu The walking dead), to myślę, że jest możliwe coś na wzór tego co pokazali w filmie 28 dni później czy Jestem Legendą – czyli jakiś wirus zmnieniający wygląd i zachowanie człowieka, ale nie uśmiercający go.

    Lubię

  2. Jest zaraźliwy rak pyska u diabłów tasmańskich który podobno zwiększa agresje co powoduje częstsze przenoszenie przez ugryzienia

    Lubię

  3. Przypomniał mi się artykuł, w którym autorzy stworzyli prosty model matematyczny nagłego ataku zombie. Wychodząc ze „standardowych” interakcji (zombie zaraża człowieka, człowiek zabija zombie, martwy osobnik zmartwychwstaje jako zombie) rozważali różne scenariusze. Jak się nietrudno domyślić, na ogół efekt był taki, że prędzej czy później wszyscy zamieniali się w zombie. Choć gdyby dostępne było lekarstwo pozwalające wyleczyć „zombizm”, to dałoby się osiągnąć stabilną równowagę na pewnym poziomie (np. dużo zombie i garstka ludzi).
    Ale najlepszą (jedyną) receptą na pokonanie zombie była ich cykliczna masowa eksterminacja na coraz większą skalę (impulsive eradication).

    Temat, jak widzę, okazał się dość wdzięczny, bo od tamtej pory pojawiło się parę innych prac o tej problematyce, a na Univ. of Ottawa nawet stworzono semestralny kurs Mathematical Modelling of Zombies.

    Lubię

  4. W jednym z odcinków Z archiwum X pojawił się podobny grzyb atakujący ludzi.

    To chyba podobny schemat zmiany zachowania działa w przypadku pewnego pasożyta atakującego ślimaki – zarażony ślimak wypełza na szczyty roślin i nasłonecznione gałązki i wystawia swoje rogi, wypełnione jaskrawo zabarwionymi larwami. Ślimaka zjada ptak, larwy przechodzą w jego jelitach w formę dorosłą i składają jajeczka, które wraz z kupą opadają na rośliny w miejsce żerowania ślimaków.
    A co do tych „ataków zombie” – przeglądając często stare gazety natykam się na gorsze przypadki.

    Lubię

  5. Z tej branży to kilka lat temu były doniesienia, że ludzie zarażeni toksoplazmozą (jeżeli dobrze pamiętam) prowadzą samochód bardziej agresywnie niż niezarażeni.

    Lubię

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s