Kontrola zachowania wirusem – wyższy poziom pasożytnictwa

Cykl rozwojowy Dinocampus coccinellae

Osy z gatunku Dinocampus coccinellae składają jaja, jak na

rasowego pasożyta przystało, w innych owadach. Larwa żywi się ofiarą, a po osiągnięciu
słusznych rozmiarów opuszcza żywiciela. I w tym miejscu relacje pasożyt-ofiara
wchodzą na wyższy poziom. Pojawia się kontrola zachowania żywiciela, tym
bardziej zagadkowa, że larwa zdążyła go opuścić.

Mechanizmy manipulacji w relacjach pasożyt-ofiara

Wyróżniono kilka typów podobnych relacji, które najczęściej pomagają

w zamknięciu cyklu rozwojowego pasożyta:

a) gdy modyfikacja zachowania wystawia żywiciela na zjedzenie
przez żywiciela wyższego stopnia (szkolny przykład motyliczki wątrobowej i mrówek)

b) kieruje nosiciela do środowiska bardziej odpowiedniego dla
pasożyta (niektóre pasożyty stawonogów z rodziny Nematophora „zmuszają” poprzez
zmianę równowagi osmotycznej ofiarę do poszukiwania wody i utopienia się w
niej, ponieważ dalszy rozwój przebiega w środowisku wodnym)

c) zwiększa apetyt żywiciela będącego wektorem (przykład
opisany w artykule „Rośliny zombie – fitoplazma i transformacja”)

d) gdy żywiciel chroni
rozwijającego się pasożyta przed czynnikami biotycznymi i abiotycznymi, tzw. „bodyguard
manipulation”

Zjawisko bodyguard manipulation u Dinocampus coccinellae

W przypadku os Dinocampus coccinellae obserwujemy ostatni

przypadek. Cykl rozwojowy w biedronce trwa 20 dni, po tym czasie larwa opuszcza
żywiciela i owija się kokonem na czas przepoczwarzenia. Kokon buduje natomiast
pomiędzy nogami sparaliżowanej biedronki, a ta posłusznie czeka tydzień na
zamkniecie cyklu rozwojowego. Co jeszcze dziwniejsze, część z ofiar po wszystkim wraca do
normalnego życia (cykl w formie graficznej poniżej):

Mechanizm kontroli biedronek przez Dinocampus coccinellae

Przypadek jest znany nauce od dawna, jednak nie było wiadomo, w jaki sposób pasożyt po opuszczeniu nosiciela jest w stanie kontrolować go przez tydzień. Wśród najbardziej prawdopodobnych możliwości wymieniano długo działające toksyny paraliżujące układ nerwowy. Prawda

okazuje się jednak znacznie bardziej złożona.

Odkrycie wirusa RNA w biedronkach

Współpracujące zespoły z Francji i Kanady wykazały obecność

w mózgu sparaliżowanych biedronek z Kanady, Japonii, Polski i Holandii nieznanego
wcześniej wirusa RNA, nazwanego od okrycia DcPV (D. coccinellae Paralysis Virus).
Za pomocą technik wykorzystujących transmisyjna mikroskopię elektronową, kombinowane
sekwencjonowanie RNA i ilościowy PCR wykazano, że jest to główny sprawca zmiany
zachowania.

Replikacja wirusa i jego skutki dla Dinocampus coccinellae

Wirus zlokalizowany jest w jajnikach osy, wraz z jajami

dostaje się do żywiciela i atakuje system nerwowy. Po dokładnym zbadaniu tkanek
okazało się, że samo jajo przenosi bardzo niewielki ładunek wirusa, który
namnaża się dopiero w rozwijającej się larwie. Po wydostaniu się do ciała
żywiciela, replikuje w zwojach nerwowych (obserwowane są krople lipidowe w
komórkach, podobnie jak w przypadku replikacji np. wirusa zapalenia wątroby
typu C) i powoduje stan w rodzaju choroby neurologicznej. Komórki gleju i aksony
są opuchnięte, zachodzi odpowiedź systemu immunologicznego (obecność
autofagolizosomów).

Interakcje wirusa z układem nerwowym biedronek

Gdy układ odpornościowy pokona wirusa, obserwuje się regenerację

neuronów z udziałem gleju. To właśnie reakcja gleju na wirusa najprawdopodobniej powoduje
paraliż i drgawki. U owadów odgrywa on ważną rolę w regulowaniu zachowania
poprzez wychwyt neuroprzekaźników.  Jednak
obserwuje się też autofagię samych neuronów, co wskazuje na bezpośrednią
obecność w nich wirusa.

Efekt działania wirusa na behawior biedronek

„Opieka” biedronki nad kokonem trwa dokładnie tydzień Timer najprawdopodobniej nastawiany jest przez wirusa, który ogranicza

aktywność genów związanych z odpowiedzią odpornościową. Wirus spokojnie namnaża
się w komórkach układu nerwowego, a gdy larwa wydostaje się na zewnątrz, system
immunologiczny zaczyna działać. Eliminacja dużych skupisk wirusa powoduje opuchniecie
komórek i wyzwala zachowanie „ochroniarza” (paraliż).

Złożoność relacji pasożytniczej Dinocampus coccinellae

Wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi, jak na przykład dokładny

charakter relacji osy Dinocampus coccinellae, żywiciela i wirusa. Skomplikowana
relacja pasożyt-ofiara okazuje się być prawdziwą biologiczną maszyną Golberga.

opracowanie: Seweryn Frasiński