Viespea de smarald și gândacul său zombie Pentru Știință
Prin injectarea veninului său, o viespe mică și sclipitoare pune un gândac la mila lui și îl transformă într-o masă vie pentru descendenții săi. Un exemplu foarte bun de manipulare neurologică a unei specii de către alta.
Viespile de smarald (aici Ampulex compressa) sunt specii orbitoare, atât vizual, cât și evolutiv. Veninul lor le permite să controleze comportamentul altor insecte, pentru a asigura hrana descendenților lor.
Nu știu dacă gândacii visează, dar îmi imaginez dacă sunt, viespile de smarald Ampulex compressa și speciile lor înrudite figurează vizibil în coșmarurile lor. Aceste viespi tropicale mici și solitare manipulează sistemul nervos al prăzii lor, astfel încât acestea din urmă să servească drept cămară vie pentru descendenții lor recent eclozați. Sunt chestii ale unor filme de groază, aproape la propriu: aceste specii de viespi au inspirat înfricoșătorii pitici ai francizei Alien.
Povestea este atât simplă, cât și extravagantă: viespea feminină preia controlul asupra sistemului nervos al gândacului, pe care îl hrănește cu urmașii, care apoi își pierde orice teamă sau voință de a scăpa de soarta sa. Dar, spre deosebire de ceea ce vedem pe marele ecran, nu este un virus incurabil care transformă un gândac viu într-un zombie fără creier, ci otravă. Nici un venin, fie un venin specific, care acționează ca un medicament asupra sistemului nervos al gândacului.
În inima lor, sistemele nervoase, fie la oameni, fie la insecte, sunt doar ansambluri de neuroni. Există potențial milioane de compuși otrăvitori care pot activa sau dezactiva neuronii. Prin urmare, nu ar trebui să fie surprinzător faptul că anumite veninuri pot acționa asupra sistemului nervos central, care, în special la oameni, este protejat cu atenție. Unele dintre aceste veninuri sunt injectate departe de creier și reușesc să-și croiască drum prin bariere fiziologice de protecție, cum ar fi bariera hematoencefalică la oameni. Alții sunt injectați direct în creier, ca în cazul viespei de smarald și a gândacului gazdă, pe care îl transformă într-un zombie.
Gândacul a paralizat, apoi s-a transformat într-un zombie
Viespile de smarald sunt un exemplu frumos, deși terifiant, al modului în care veninurile neurotoxice pot face mult mai mult decât stricăciunea. Au fost studiați de mulți ani de către biologi, în special de Frédéric Libersat și colegii săi de la Universitatea Ben-Gurion, din Israel.
Viespea, care are aproximativ jumătate din mărimea victimei, își începe atacul de sus; coboară asupra gândacului și îl apucă cu părțile bucale, în timp ce introduce în toracele prăzii sale, între cele două picioare din față, ovipozitorul (înțepătura care îi permite să-și depună ouăle și, de asemenea, să injecteze venin). Această înțepătură durează doar câteva secunde, iar componentele otrăvitoare funcționează rapid. Gândacul este astfel paralizat temporar, ceea ce îi dă viespei timp să-și înțepe prada a doua oară cu mai multă precizie. Cu înțepătura lungă, își injectează veninul neurotoxic în două regiuni ale ganglionilor săi cerebrali, echivalentul creierului din insectă.
Puncție de înaltă precizie
Înțepătura viespei este atât de bine adaptată victimei sale încât este sensibilă la locul în care se află în capul gândacului. Folosind semnale mecanice și chimice, înțepătura își trece prin cap prin gândac și învelișul ganglionar (echivalentul insectei cu o barieră hematoencefalică), până când găsește locația exactă vizată. Cele două regiuni ale creierului vizate sunt foarte importante pentru viespă: când, în experimente, acestea au fost anterior îndepărtate din gândac, viespea a luat mult timp pentru a căuta, cu înțepătura sa încorporată, părțile cerebrale lipsă.
Ganglionii gândacului fiind înțepați, începe controlul creierului. În primul rând, victima se grăiește singură și nimic altceva: De îndată ce picioarele anterioare ale gândacului se recuperează de paralizia temporară cauzată de înțepătura de pe corp, începe o rutină de îngrijire minuțioasă, care durează aproximativ o jumătate de an. Oamenii de știință au arătat că acest comportament este specific veninului: o străpungere a ganglionilor cerebrali, un stres general al gândacului sau un contact fără a înțepa cu viespa nu au provocat același îndemn igienic. Această nevoie bruscă de curățenie poate fi cauzată și de un aflux de dopamină în ganglionii nervoși ai gândacului, iar compusul asemănător dopaminei din venin este acum cunoscut a fi cauza acestui comportament de îngrijire compulsivă.
Nu se știe dacă această îngrijire este o caracteristică benefică a veninului adaptativ sau dacă este pur și simplu un efect secundar. Potrivit unor cercetători, acest comportament asigură că cămara care va aduce beneficii descendenților fragili ai viespei va fi lipsită de ciuperci și bacterii; alți cercetători cred că permite ocuparea gândacului, timpul în care viespea continuă și își termină activitatea.
Dopamina este una dintre acele substanțe chimice interesante găsite în creierul unei largi varietăți de animale și care are efecte de salvare a vieții. În capul nostru, face parte din „sistemul de recompensă”: creșterile de dopamină sunt declanșate de lucruri plăcute. Deoarece dopamina ne face să ne simțim bine, poate fi fantastic, dar este, de asemenea, legată de comportamentele de dependență și de senzațiile pe care le primim de la droguri precum cocaina. Este imposibil pentru noi să știm dacă un gândac simte, de asemenea, o explozie de euforie atunci când creierul său este inundat de dopamină, dar prefer să cred că da, având în vedere sfârșitul trist pe care îl va experimenta insecta.
În timp ce gandacul se îngroașă, viespea îl abandonează pentru a căuta un loc potrivit. Are nevoie de o vizuină în care să-și poată lăsa oul și gândacul zombie și durează puțin până să găsească locul potrivit și să-l aranjeze. Când se întoarce, aproximativ 30 de minute mai târziu, veninul și-a luat efectul - gândacul a pierdut toată voința de a fugi.