FoodPro Preloader

Hvordan en veps slår kakerlakker inn i zombier


Juvelveps er et blendende eksemplar - visuelt og evolusjonært. Dens spesialtilpassede gift har kraft til å kapre hjernen til andre insekter. Kort sagt Juvelvepsen avhenger av levende kakerlakker for å gi avgjørende mat til sine nyutviklede larver. For å tvinge kakerlakker til innsending og inn i et nødvendig torp har vepsen utviklet en bestemt kjemisk blanding som den injiserer i en roaches hjerne for å endre sin oppførsel og metabolisme. Mange

Juvelveps er et blendende eksemplar - visuelt og evolusjonært. Dens spesialtilpassede gift har kraft til å kapre hjernen til andre insekter.

Kort sagt

  • Juvelvepsen avhenger av levende kakerlakker for å gi avgjørende mat til sine nyutviklede larver.
  • For å tvinge kakerlakker til innsending og inn i et nødvendig torp har vepsen utviklet en bestemt kjemisk blanding som den injiserer i en roaches hjerne for å endre sin oppførsel og metabolisme.
  • Mange andre vepsarter bruker også komplekse venomer til å parasitere edderkopper, caterpillarer og til og med veps larver - noen ganger snu dem til zombie larva forsvarere.

Gjengitt med tillatelse fra Farrar, Straus og Giroux. Tilpasset fra hvordan Jordens dødeligste skapninger styrte biokjemi, av Christie Wilcox. Copyright © 2016 av Christie Wilcox.

Jeg vet ikke om kakerlakker drømmer, men jeg antar at hvis de gjør det, har juvelvepsene fremtredende i sine mareritt. Disse små, ensomme tropiske hestene har liten bekymring for oss mennesker; Tross alt manipulerer de ikke våre sinn, slik at de kan tjene oss som villige, levende måltider til deres nyfødte, som de gjør til intetanende kakerlakker. Det er ting av horrorfilmer, ganske bokstavelig talt: juvelvepsen og lignende arter inspirerte de brystspirrende horrorene i Alien- franchisen. Historien er enkel, hvis det er groteskt: den kvinnelige vepsen styrer kakerlakkene sine hun føder til hennes avkom, og tar bort sin følelse av frykt eller vilje for å unnslippe deres skjebne. Men i motsetning til det vi ser på storskjermbildet, er det ikke noe uhelbredelig virus som gjør en en gang sunn kakerlakk til en tankeløs zombie - det er gift. Ikke bare noe gift, enten: et spesifikt gift som virker som et stoff, rettet mot kakerlakkens hjerne.

Hjerner, i kjernen deres, er bare neuroner, enten vi snakker menneskelige hjerner eller insekthjerner. Det er potensielt millioner av giftstoffer som kan slå neuroner på eller av. Så det bør ikke komme som en overraskelse at noen venomer retter seg mot det nøye beskyttede sentralnervesystemet, inkludert hjernen vår. Noen springer seg over fysiologiske hindringer, fra eksterne injeksjonssteder rundt kroppen og forbi blodhjernebarrieren, for å komme inn i deres ofre. Andre injiseres direkte inn i hjernen, som i tilfelle av juvelvepsen og sin zombie kakerlakk verten.

Å lage en zombie

Juvelveps er et vakkert, skremmende eksempel på hvordan nevrotoksiske venomer kan gjøre mye mer enn paralysere. Vepsen, som ofte er bare en brøkdel av størrelsen på sitt offer, begynner sitt angrep ovenfra, swooping ned og tar tak i munnen med munnen som hun tar sikte på henne "stinger" - en modifisert egglegende kroppsdel ​​kalt en ovipositor- i midten av kroppen, thoraxen, mellom det første par bena. Den raske jaben tar bare noen få sekunder, og giftforbindelser fungerer raskt, og lammer kakerlakken midlertidig, slik at vepsen kan sikte mot neste sting med mer nøyaktighet. Med sin lange stinger målretter hun hennes sinnsendrende gift i to områder av ganglia, insektets ekvivalent av en hjerne.

Vepsens stinger er så godt innstilt til sitt offer at det kan fornemme hvor det er inne i kakerlakkens kuppel for å injisere gift direkte inn i delene av hjernen. Stingeren er i stand til å føle seg rundt i rosenhodet, avhengig av mekaniske og kjemiske signaler for å finne sin vei forbi ganglionisk kappe (insektets versjon av en blodhjernebarriere) og injisere gift akkurat der den må gå. De to områdene av rokkenhjernen som hun målretter seg er svært viktig for henne; Vitenskapsmenn har kunstig klippet dem fra kakerlakker for å se hvordan vepsen reagerer, og når de blir fjernet, prøver vepsen å finne dem, tar lang tid med henne stinger innebygd på jakt etter de manglende hjerneområdene.

Så begynner tankekontrollen. Først bryter offeret seg selv, av alle ting; så snart ropens fremre bein gjenoppretter fra den forbigående lammelsen forårsaket av stikket til kroppen, begynner den en raske grooming rutine som tar omtrent en halv time. Forskere har vist at denne oppførselen er spesifikk for giftet, som å stikke på hodet, generelt stresser kakerlakken, eller kontakt med vepsen uten stikkende aktivitet, fremkalte ikke samme hygieniske trang. Dette plutselige behov for renslighet kan også induseres av en flom dopamin i kakerlakkens hjerne, så vi tror at den dopaminaktiske forbindelsen i giftet kan være årsaken til denne germofobiske oppførselen. Uansett om grooming selv er en gunstig egenskap av giftet eller en bivirkning, debatteres. Noen mener at oppførelsen sikrer et rent, sopp- og mikrobrikkfritt måltid for den sårbare babyhvilen; andre tror det kan bare distrahere kakerlakken i en stund som vepsen forbereder kakerlakkens grav.

Dopamin er en av de spennende kjemikaliene som finnes i hjernen til et bredt spekter av dyreliv, fra insekter helt til mennesker, og effektene er avgjørende for alle disse artene. I hodene våre er det en del av et mentalt "belønningssystem": oversvømmelser av dopamin utløses av behagelige ting. Fordi det får oss til å føle oss godt, kan dopamin være fantastisk, men det er også knyttet til vanedannende oppførsel og "høyder" vi føler fra illegale stoffer som kokain. Det er umulig for oss å vite om en kakerlakk også føles et rush av insekt eufori når hjernen oversvømmes med dopamin-men jeg foretrekker å tro det gjør. (Det virker bare for grusomt for dyret å ikke motta glede fra den forferdelige enden det skal møtes.)

Etter å ha vokst og næret seg selv - i sin kakerlakk-vert, kommer et varpavspring til å starte den makabre livssyklusen på nytt. (Oppkalt etter de sjelsugende vakter av det magiske fengselet Azkaban i Harry Potter- serien). Ampulex tilhører en svært stor og variert gruppe veps, nummerering i hvert fall i hundretusener av arter, som er kjent for noen alvorlig mental manipulasjon. Alle har en makaber livssyklus: Som voksne spiser de som andre veps og bier, men som larver må de mate andre dyr. De er ikke helt uavhengige, ikke helt parasitter-de er parasitt-ish, eller som forskere kaller dem, parasitoider.

Kakerlakker er ikke deres eneste mål; Det er parasitoid veps som legger eggene sine i edderkopper, larver og myrer. Den tempererte nordlige halvkulevippen Agriotypus vil dykke under vann for å feste eggene sine til caddis-fly larver og kan forbli nedsenket i opptil 15 minutter for å oppnå sin oppgave. De modige Lasiochalcidia- hestene i Europa og Afrika kaster seg inn i en myrløys marerittkjever, pry dem fra hverandre og setter eggene i halsen. Det er til og med hevder som heter hyperparasitoider som parasiterer andre hveps som dem, for eksempel Lysibia- arter i Europa og Asia, som vil snuse ut larver som er parasitert av andre parasitide veps i slekten Cotesia og legg egg i de nyoppvokste vepsarver. I enkelte tilfeller parasiterer flere varparter hverandre, noe som fører til en russisk dukke av parasittiske interaksjoner.

Og for å sikre deres sikre passasje fra larv til voksenalder, får disse vepsene ofte mer enn bare et måltid fra sine verter. En av dem setter sin larver i larver til undead livvakter som vil forsvare puprende unge hvepe som bare spiste gjennom kroppen. En annen arts larve tvinger sin edderkoppverten til å snurre den en deformert, men slitesterk web for å beskytte sin kokong like før han dreper arachnidet.

Mens vepsene i denne uvanlige familien kan ha perfeksjonert sinnekunstkontrollen, er det andre giftige arter hvis giftstoffer endrer mentale tilstander. Det er enda arter som har nevrotoksiske forbindelser gjennom vår egen blod-hjernebarriere, en prestasjon som det ikke er noen veps gift å oppnå. Men i motsetning til kakerlakker, har vi Homo sapiens en merkelig tilhørighet for stoffer som roter med våre sinn. Selv om kakerlakker løper fra de som vil vri hjernen deres, er noen mennesker villige til å betale oppad på $ 500 for en dose gift for å ha en lignende opplevelse.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert med tittelen "Zombie neuroscience" i SA Special Editions 26, 2s, 32-35 (mai 2017)

MER FOR Å EXPLORE

En Wasp manipulerer Neuronal aktivitet i sub-esophageal Ganglion å redusere stasjonen for å gå i sin kakerlakk. Ram Gal og Frederic Libersat i PLOS ONE, Vol. 5, nr. 4, artikkel nr. E10019; 7. april 2010.

The Soul-Sucking Wasp av Popular Acclaim-Museum Visitor Deltagelse i biologisk mangfold Discovery and Taxonomy. Michael Ohl et al. i PLOS ONE, vol. 9, nr. 4, artikkel nr. E95068; 22. april 2014.

Rollen av cerebral ganglia i giften-Induced Behavioral Manipulation of Cockroaches Stung av Parasitoid Jewel Wasp. Maayan Kaiser og Frederic Libersat i Journal of Experimental Biology, vol. 218, nr. 7, sider 1022-1027; 1. april 2015.