Wśród mrówek z gatunku Temnothorax nylanderi zaobserwowano niezwykłe zjawisko. Robotnice zarażone tasiemcem Anomotaenia brevis żyją znacznie dłużej niż ich siostry bez pasożyta. Zespół kierowany przez prof. Susanne Foitzik, entomolog z Uniwersytetu Jana Gutenberga w Niemczech odkrył to w 2021 r., ale dopiero teraz udało się ustalić naturę tego zjawiska. Wydaje się, że zarażając larwę mrówki, tasiemiec wprowadza do jej krwioobiegu przeciwutleniacze i inne białka wydłużające życie. Szczegóły opisano w pracy na serwerze preprintów bioRxiv.
Robotnice traktowane jak królowe – ten pasożyt to umożliwia
W przypadku mrówek istnieje duża rozbieżność w długości życia między kastami samic. Wiele królowych mrówek może przetrwać kilka dziesięcioleci, ale prawie całe życie spędzają bezpiecznie w gnieździe, gdzie opiekują się nimi robotnice – ich córki. Z kolei robotnice mrówek żyją zaledwie kilka tygodni lub miesięcy, a w rzadkich przypadkach kilka lat. Bezpłodne robotnice wykonują wszystkie zadania w gnieździe, zaczynając od opieki nad potomstwem, a wraz z wiekiem przechodząc do bardziej ryzykownych czynności poza kolonią, takich jak poszukiwanie pożywienia.
Wysoka oczekiwana długość życia matek wynika z ich niskiej śmiertelności, co jest związane z wysokim poziomem opieki społecznej, bezpiecznym środowiskiem i uruchomieniem fizjologicznych mechanizmów naprawczych. Ale mrówkom Temnothorax nylanderi udało się złamać ten schemat.
Czytaj też: Jak te mrówki zadają tak nieznośny ból? Przez 12 godzin pocisz się i masz gęsią skórkę
Temnothorax nylanderi to gatunek mrówek powszechny w Europie Środkowej, tworzący małe kolonie na dnie lasu, wewnątrz żołędzi lub starych gałęzi. Owady te są dość małe, mają zaledwie 2-3 mm długości. Służą jako żywiciel pośredni dla tasiemca Anomotaenia brevis, przez co pojedynczy osobnik może być zarażony nawet 70 larwami pasożyta. Te przeżywają w hemolimfie, płynie ustrojowym owadów. Ich złożony cykl życiowy kończy się, gdy zostaną połknięte przez dzięcioła, który żywi się mrówkami. Zespół prof. Susanne Foitzik zbierał kolonie mrówek z lasów wokół Moguncji i obserwował ich zachowanie w laboratorium.
Profesor Susanne Foitzik z Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji (JGU) mówi:
Śledziliśmy przeżywalność robotnic i królowych zarówno w zainfekowanych, jak i niezainfekowanych koloniach mrówek przez trzy lata, aż ponad 95 procent niezainfekowanych robotnic zmarło. W tym momencie ponad połowa zarażonych robotnic wciąż żyła – wykazując wskaźnik przeżywalności praktycznie identyczny jak w przypadku długowiecznych królowych. To dość niezwykłe, że pasożyt może wywołać tak pozytywną zmianę u swojego żywiciela.
Zarażone mrówki odróżniają się od “zdrowych” osobników ze względu na ich jaśniejszy, żółty kolor, co wynika z mniejszej pigmentacji naskórka. Są również mniej aktywne i otrzymują lepszą opiekę od innych robotnic w gnieździe. Zainfekowanym owadom poświęca się więcej uwagi – są one regularnie karmione i czyszczone, czasami nawet dokładniej niż królowa. Testy wykazały również, że zarażone mrówki mają tempo metabolizmu i poziomy lipidów podobne do młodszych mrówek. Wydawać by się mogło, że mrówki te w wyniku infekcji pozostają w permanentnym stadium młodocianym. Jest to prawdopodobnie spowodowane zarówno przez larwy tasiemca zmieniające ekspresję genów mrówek, które wpływają na starzenie, jak i przez pasożyty uwalniające białka zawierające przeciwutleniacze do hemolimfy mrówek.
Czytaj też: Te mrówki mają dwa zestawy DNA. Nie uwierzysz, do czego je wykorzystują
W nowym badaniu, które nie zostało jeszcze zrecenzowane, naukowcy ponownie porównali zakażone i niezainfekowane mrówki, tym razem przyglądając się poziomom białek w ich hemolimfie. Odkryli, że białka tasiemca stanowią “dużą część” białek przepływających przez hemolimfę osobnika, a większość z nich to przeciwutleniacze. Szczególnie interesujące było białko wiellogeninopodobne typu A, obecne u zarażonych osobników, które nie pochodzi od pasożyta, a samej mrówki. Naukowcy sądzą, że może ono w jakiś sposób wpływać na zachowanie mrówek w sposób, który oszukuje innych, by się nimi zainteresowały.
Nadal nie jest jasne, czy tasiemiec aktywnie manipuluje ekspresją genów białek mrówek, takich jak białko wiellogeninopodobne typu A, czy też jest przypadkowym produktem ubocznym infekcji pasożytniczej. Wszak tasiemcowi “zależy” na tym, by mrówka, którą zarazi była w jak najlepszej formie, bo to zwiększa szanse na zjedzenie przez dzięcioła – a tym samym dokończenie cyklu rozwojowego.