Hogyan válik zombivá egy hangya? Úgy, hogy valami megfertőzi, de olyannyira, hogy aztán önkívületi állapotban levelekre „harap” és akkor sem engedi el azt, ha épp egy szarvas legelészik a közelben, és az élete múlik ezen.
Simone N. Gasque, a WUR tudományos munkatársa és Brian Lund Fredensborg docens, a Koppenhágai Egyetem munkatársa, valamint a doktori disszertációjának témavezetője által végzett helyszíni kutatás megerősítette azt a régóta fennálló feltételezést, hogy a hőmérséklet és a Dicrocoelium dendriticummal (lándzsás májmétellyel) fertőzött hangyák megváltozott viselkedése között szoros kapcsolat áll fenn.
Előbbi a diplomamunkája során több száz hangya viselkedését tanulmányozta az erdőben. Tanulmányából kiderült, hogy a hangyák az őket megfertőző parazita által kiváltott viselkedésmódot úgy fejezik ki, hogy a növényzethez, például fűhöz és levelekhez (harapással) tapadva rögzítik magukat. A fertőzött hangyáknak ez a viselkedésbeli változása magas hőmérséklet mellett nem következik be.
„Sok más élőlényhez hasonlóan a paraziták is több stádiumon mennek keresztül életciklusuk végig: a petétől a lárván át a kifejlett egyedig. Néhány parazitának ehhez különböző gazdaszervezeteken kell áthaladnia – magyarázta Simone N. Gasque biológus és élősködőkutató ( aki jelenleg PhD-jelölt). – A lándzsás májmétely esetében a gazdatestek csigák, hangyák és emlősök, általában szarvasok.”
A parazita mindezeken át kell, hogy menjen, hogy teljesítse az életciklusát, és képes legyen szaporodni.
„A csigában a laposféreg lárvaállapotba fejlődik, amely aztán megfertőz egy hangyát azáltal, hogy az elfogyasztja a csiga által felöklendett nyálkagolyót. A hangyában a lárva tovább fejlődik, és éppen ebben a gazdaszervezetben látunk viselkedésbeli változást. Így végül a parazita képes megfertőzni egy emlős állatot, és eléri a felnőttkort” – mesélte Gasque.
Ahhoz, hogy egy emlőst parazitáljon, a lándzsás májmételynek rá kell kényszerítenie a hangyát, hogy a növényzethez tapadjon.
„A szarvas nem eszik szándékosan kósza hangyákat, de megeszi azt a füvet vagy más olyan növényeket, amelyeken hangyák lehetnek – magyarázta Gasque. – Normális esetben a hangyák mindig mozgásban vannak, például amikor élelem után kutatnak. Ez a parazita azonban átmenetileg befolyásolhatja a hangyák viselkedését. Ezáltal a hangya egyfajta zombivá válik, és azt teszi, amit a parazita akar, vagyis ráharap a növényzetre, és egy ideig ott is marad. Mivel a hangya állkapcsa a fűhöz rögzül a parazita miatt, nagyobb eséllyel eszi meg egy legelésző állat.”
Ez a folyamat az ötvenes évek óta közismert, hangsúlyozta Gasque. De azt még nem sikerült megállapítani, hogy mi a meghatározó oka ennek a viselkedésnek. Az 1970-es és 1980-as évektől kezdődően a kutatók azt feltételezték, hogy a hőmérsékletnek vagy a napszaknak fontos szerepe lehet ebben. Erre azonban nem volt egyértelmű bizonyítékuk.
Néhány évvel ezelőtt a Koppenhágai Egyetem Fredensborg laboratóriumában végzett vizsgálat kimutatta, hogy van összefüggés a hőmérséklet és a harapásos viselkedés között laborkörnyezetben. Mostanáig azonban ezt nem végezték el a fertőzött hangyák természetes környezetében, ezért kezdtek el terepen vizsgálódni.
Gasque egy éven át végzett helyszíni kutatásokat egy dán erdőben, amelyek során több száz fertőzött hangyát követett nyomon összesen 13 napon keresztül:
„172 hangyára kis, színes címkéket is erősítettem a hátulsó részükre. Minden egyes címkét megszámoztam, így pontosan nyomon tudtam követni az egyedeket. Emellett mérőeszközökkel rögzítettem a hőmérsékletet, a relatív páratartalmat és az időt.”
A mérések során Gasque azt látta, hogy a hangyák különösen kora reggel és este haraptak rá a növényzetre. Napközben, amikor a hőmérséklet megemelkedett, nem maradtak a növényzethez tapadva. Amikor azonban a hőmérséklet ereszkedni kezdett, megváltozott a hangyák viselkedése. Úgy tűnt, hogy a fertőzött hangyák körülbelül 8 fokos hőmérséklet mellett kezdtek el „megőrülni”.
Amikor a hőmérséklet alacsony maradt, mint ősszel, Gasque szerint a hangyák néha egész nap mozdulatlanok maradtak. A forró nyári napokon, 36 fokon és afelett egy sem, vagy csak rendkívül kevesen tanúsítottak ilyen viselkedést. Mivel a parazita alacsony hőmérsékleten befolyásolja a viselkedést, ez növeli a következő gazdatestre való átvitel valószínűségét. Hiszen a szarvasok hajnalban és alkonyatkor legelnek, amikor alacsony a hőmérséklet.
„Hogy pontosan milyen mechanizmusok állnak a hangyák viselkedésének parazita általi szabályozása mögött, további kutatásokat igényel – közölte Gasque. – Ez lehet például egy bizonyos gén, amely egy bizonyos fehérjét kódol, vagy a parazita fertőzése következtében kialakuló immun-válasz. A viselkedésváltozás mögötti mechanizmusok vizsgálata az, amin én is dolgozom itt a WUR-ben, de egy másik viselkedést megváltoztató parazitával, a hernyókat megfertőző baculovírusokkal.
A parazita esetében érdekes lenne más tényezőket is részletesebben tanulmányozni. Azt már tudjuk, hogy a hőmérséklet a legfontosabb tényező, és hogy a fertőzés miatti harapásos viselkedés és a páratartalom, a napsugárzás vagy a napszak között nincs szignifikáns kapcsolat. De mivel mi egy proxy-t (más tényezők alapján számított mértékegységet) használtunk, érdekes lenne megmérni a valódi napsugárzást e fertőzött hangyák mikroklímájában is.”
