¿Cómo estos gusanos parásitos convierten los camarones marrones en «zombis» de color naranja brillante?

Si recorre las marismas en la desembocadura de Plum Island en Massachusetts, es probable que vea camarones de color naranja brillante acechando entre la vegetación y los escombros. Esta coloración inusual es una señal de que los camarones han sido infectados por un gusano parásito, que también parece afectar el comportamiento de los camarones. Los camarones heridos generalmente se vuelven lentos y pasan más tiempo expuestos en pantanos abiertos, lo que los hace más fáciles de atrapar para las aves hambrientas. Ahora, biólogos de la Universidad de Brown han secuenciado el ADN de estos camarones para centrarse en los mecanismos moleculares detrás de los cambios, según un estudio reciente. artículo reciente Publicado en la Revista de Ecología Molecular.

«Este puede ser un ejemplo de un parásito que manipula un huésped intermediario para asegurar la transmisión entre huéspedes». dijo el coautor David Rand de la Universidad de Brown, y trazó una analogía de cómo la malaria se transmite a los humanos a través de las picaduras de mosquitos. La rabia podría ser otro ejemplo relevante: vuelve «locos» a los individuos infectados, por lo que muerden a otros e infectan al siguiente huésped. Aprender los mecanismos moleculares de este tipo de interacciones huésped-parásito podría tener implicaciones importantes para la forma en que manejamos los patógenos en general. Inhumanos.

Los parásitos que controlan y alteran el comportamiento de sus huéspedes son bien conocidos en la naturaleza. En particular, existe una familia de hongos zombis parásitos llamados cordyceps-mas que 400 tipos diferentesCada uno se dirige a un tipo específico de insecto, ya sean hormigas, libélulas, cucarachas, pulgones o escarabajos. En realidad, El último de nosotros Neil Druckmann, cocreador del juego, dijo que la premisa se inspiró en parte en un episodio de un documental de naturaleza de la BBC. planeta Tierra (Narrado por Sir David Attenborough) Hormiga zombie con vívidos detalles. Los científicos están ansiosos por estudiar. cordyceps Para aprender más sobre los orígenes y los complejos mecanismos detrás de este tipo de enfermedades basadas en patógenos.

Es un proceso muy aterrador. Primero, el hongo se infiltra en el exoesqueleto y el cerebro del huésped a través de esporas transportadas por el aire, que luego caen al suelo. Cuando una hormiga que busca comida encuentra esporas, las esporas se adhieren al cuerpo de la hormiga y se esconden en su interior. Una vez dentro, de las esporas brotan largos zarcillos llamados micelio que eventualmente llegan al cerebro y liberan sustancias químicas que convierten al miserable huésped en esclavo del hongo. Los productos químicos obligan al huésped a trasladarse al lugar más adecuado para que el hongo prospere y crezca. Luego, el hongo se alimenta lentamente del huésped y propaga nuevas esporas por todo el cuerpo como insulto final. Estos brotes estallan, liberando más esporas al aire, que infectan a más huéspedes desprevenidos.

Este último estudio incluye un gusano parásito (trematodo(en lugar de un hongo, se dirige a un tipo específico de gamba marrón que vive en los pantanos)De dos piernas) en lugar de insectos. En colaboración con el Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, Massachusetts, Rand ha llevado a sus estudiantes a excursiones anuales a la desembocadura de Plum Island desde 2013. Muchos de estos estudiantes sin duda se sorprenderán con el misterioso color naranja de Plum Island. orquesta parrilla– Como resultado de una infección por gusanos. Levincinella birdii. Pero el mecanismo por el cual el gusano pudo cambiar el color y el comportamiento de su camarón huésped seguía siendo un misterio.

Birdy lo culpó Es una duela (o caparazón) aviar, lo que significa que en última instancia se dirige a las aves, pero hay tres etapas distintas en su ciclo de vida. Las aves de pantano infectadas expulsan huevos de parásitos en sus heces, que luego son ingeridos por los caracoles. Estos caracoles, a su vez, dan a luz larvas de gusanos que nadan libremente y que luego pueden penetrar el exoesqueleto del gusano. O. Grillos. Entonces técnicamente son camarones. Birdy lo culpóEl segundo huésped intermediario. Después de 25 a 30 días, las larvas se convierten en grandes quistes dentro de la cavidad corporal del camarón. Ahí es cuando el color cambia de marrón a naranja neón y los camarones pasan más tiempo en las áreas expuestas de la marisma. Esto hace que los camarones sean más vulnerables a los pájaros hambrientos. Las aves consumen los camarones, se infectan y el ciclo comienza nuevamente.

primero, rand et al. Se generaron dos secuencias completas del genoma. O. GrillosUtilizando ADN extraído de una pierna masculina y una pierna femenina, ya que es poco probable que el tejido de la pierna esté infectado con ADN flux. Luego secuenciaron el ADN de 24 camarones infectados (marcados por un llamativo color naranja y al menos un quiste en la cavidad corporal) y 24 camarones no infectados, todos recolectados de las orillas de un arroyo en el estuario de Plum Island.

Resultados: La infección con trematodos activa la transcripción de genes en camarones relacionados con la pigmentación y la capacidad de los camarones para detectar estímulos externos. Al mismo tiempo, se inhiben muchas copias de genes implicados en la respuesta inmune, lo que podría explicar por qué el 99% de los camarones en pantanos expuestos durante la marea baja se infectan. rand et al. Sugiere que estas expresiones genéticas alteradas proporcionan a los trematodos parásitos una ventaja evolutiva, dándoles una mayor posibilidad de aumentar su número. «Los anfípodos heridos se convierten en patos para los depredadores» rand dijo– En este caso pájaros. «Esto permite que el parásito se propague a un organismo huésped más nuevo, más grande y más robusto, y continúe reproduciéndose y propagando su propia especie».

«Estos son hallazgos contradictorios dados los cambios aparentes en la pigmentación de los anfípodos como resultado de la infección y su mayor tendencia a encontrarse en áreas expuestas de su hábitat de marismas», escribieron los investigadores. «Si bien reconocemos que la predicción del comportamiento del organismo a partir de perfiles transcripcionales abarca múltiples relaciones causales importantes, las asociaciones fenotipo-genotipo identificadas aquí resaltan objetivos genéticos potenciales que impulsan la manipulación del huésped en la naturaleza».

Ecología Molecular, 2023. DOI: 10.1111/mec.17093 (sobre identificadores digitales).