Techniques de zombies dans la faune
Alors que certaines personnes ont peur avec les zombies à travers la télévision et les théories du complot, et d'autres appellent à moitié en plaisantant le fœtus dans l'utérus un parasite qui la manipule, de vrais parasites manipulateurs réussissent à maîtriser leurs maîtres, les transformant en zombies. Et ces projets fonctionnent depuis des dizaines de millions d'années, et non des dizaines de siècles misérables, alors que dure la période historique de l'Homo Sapiens. D'autres "zombies" biologiques - "les morts-vivants" - se cachaient sur les branches de l'arbre évolutionnaire et même à l'intérieur de nos cellules. D'autres encore marchent dans les rues et pensent que tout le monde est déjà mort, ce qui signifie qu'il est possible de commettre des crimes, car ils ne s'en soucient plus. Alors, qui les scientifiques appellent-ils les zombies et où les trouver? Découvrons-le.
Zombie sous le microscope
Commençons par le fait que non seulement l'organisme entier, mais aussi des cellules individuelles peuvent être amenés à ressusciter d'entre les morts et à être subordonnés à leur volonté. Mycobacterium tuberculosis sait très bien comment faire cela. Cette bactérie, responsable de la tuberculose, se multiplie à l'intérieur des cellules du corps humain. Il s'installe également à l'intérieur des macrophages - des cellules immunitaires qui mangent des «étrangers» dangereux. Après l'infection, la membrane des macrophages fuit, ce qui signifie presque toujours une mort certaine pour une cellule. Mais les mycobactéries ne veulent pas perdre leurs «incubateurs» si facilement, donc elles ne laissent pas mourir les cellules presque mortes jusqu'à la fin, les transformant en usines de zombies capables de produire de nouveaux bacilles tuberculeux et de se soustraire à l'antibiothérapie.
Si vous rétrécissez davantage et regardez encore plus profondément, des zombies peuvent être trouvés en chacun de nous. De plus, sans eux, nous n'aurions pas pu naître. C'est du moins ce que pensent les auteurs de l'hypothèse des «centrioles zombies», publiée dans la revue scientifique Frontiers in Cell and Developmental Biology. Le centriole est composé de neuf triplets (triplets) de microtubules. Les centrioles «orchestrent» la division cellulaire, formant un fuseau de division, qui tire les chromosomes (ou leurs moitiés, selon le type de division) vers les pôles de la cellule. Il a été établi que chez la plupart des animaux, lors de la reproduction sexuée, les centrioles sont hérités du père, mais chez les humains et les autres mammifères, ainsi que les insectes, les centrioles du sperme sont modifiés (ou totalement absents). D'où viennent donc les deux centrioles d'un œuf fécondé? Chez les insectes, par exemple, il n'y a qu'un seul centriole dans le spermatozoïde. Chez l'homme, rien n'est clair du tout: il semble que certains scientifiques aient observé dans un œuf fécondé jusqu'à trois au lieu des deux normaux, et chez une souris, les centrioles n'ont pas été vus du tout jusqu'à ce que la cellule se divise en 32 ou 64.
L'indice, selon les auteurs de l'article, est simple: il y a deux centrioles dans le spermatozoïde, mais l'un d'eux est modifié, dégradé. Cependant, le centriole «mort» peut se diviser et fonctionner sans retrouver sa forme normale. "Du fait qu'ils sont à la fois dégradés (" morts ") et fonctionnels (" vivants "), nous les avons appelés centrioles zombies", écrivent les auteurs de l'ouvrage. Lorsque les centrioles sont fécondés en zygote, ce centriole zombie peut former un centriole normal fille, il y a donc trois centrioles.
Les écureuils zombies sont encore plus étranges que les centrioles zombies (mais qui existent définitivement dans la réalité). Des scientifiques d'Angleterre, d'Australie et de Norvège ont rédigé toute une revue à leur sujet, se plaignant que les «protéines zombies» dépourvues d'activité enzymatique, pour le moins dire, ne sont pas préférées par leurs collègues.
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Et complètement en vain: ils sont présents dans tous les royaumes des vivants et occupent 10 à 15% du génome. S'ils n'étaient pas nécessaires, la sélection naturelle les nettoierait lentement (c'est aussi un plaisir de gaspiller de l'énergie à synthétiser des déchets inutiles), mais cela ne se produit pas. Et si nous commençons à comprendre que même l'ADN «indésirable» non codant ne prend pas simplement sa place dans le génome pour une raison, alors les gènes codants à partir desquels même des protéines non fonctionnelles sont produites devraient certainement avoir un sens. De tels «zombies» peuvent influencer leur prototype de travail, changer d'activité, l'attacher au bon endroit dans la cellule - c'est-à-dire mener une vie complète après sa «mort fonctionnelle».
Et le zombie est assis sur les branches
Et les plantes? Nous n'allons pas les contourner injustement dans notre histoire. De plus, ils peuvent également devenir des zombies. En raison des bactéries phytoplasmes, les plantes zombies font pousser des feuilles sur des brindilles au lieu de fleurs. Ils ne peuvent plus se reproduire et, comme les macrophages colonisés par les bacilles tuberculeux, deviennent des usines de production de bactéries.
Les plantes unicellulaires font des plantes des esclaves à faible volonté à l'aide de la protéine SAP54, qui interagit avec les protéines du domaine MADS (non, elles ne sont pas responsables de la folie, mais de la formation d'une fleur). Au cours de son évolution, la protéine bactérienne SAP54 a appris à ressembler à la protéine du domaine K qui interagit normalement avec MADS - et a donc piraté le système d'accès au contrôle des plantes.
Mais non seulement les branches de plantes peuvent devenir des «zombies». Les scientifiques peuvent également appeler cela les branches de l'arbre évolutionnaire. De nombreux débats sont en cours autour du modèle de développement des mammifères après l'extinction du Crétacé-Paléogène, qui a détruit les dinosaures et de nombreux autres animaux et plantes. Il existe deux versions de ces événements. Selon le premier modèle «explosif» avec le «modèle explosif à fusée longue», les ancêtres des différents ordres ont d'abord divergé au sein de la classe des mammifères, puis les espèces de chaque ordre sont apparues. Le modèle explosif à fusible court suppose que ces événements se sont produits presque simultanément. Récemment, un modèle «d'explosion douce» a été proposé, selon lequel certaines lignes sont apparues au Crétacé et après l'extinction, la principale «explosion» s'est produite.
Les problèmes et les faiblesses du dernier modèle révèlent les branches fantômes et les branches zombies qui ont surgi sur l'arbre évolutionnaire. Les premiers apparaissent du fait que les archives fossiles sont incomplètes: aucun ancêtre n'a été retrouvé et les descendants étaient en place. Ces derniers sont plus problématiques car ils surviennent avant que les données moléculaires ne prédisent la divergence de leurs groupes ancestraux.
Les auteurs de l'article Molecular Phylogenetic and Evolution analysent les trois modèles et plaident en faveur d'un "long cordon fusible", montrant que la division au niveau de l'ordre a très probablement commencé au Crétacé. Ce concept vous permet de vaincre les branches de zombies et d'affiner l'arbre évolutif des mammifères.
Vers terroristes à l'intérieur des écrevisses et des fourmis
Au cours de leur évolution, les parasites ont acquis un vaste ensemble de technologies zombies. Tous les moyens sont utilisés ici: manipulation, croyance en la fausseté des signaux de ses propres sens, guerres avec l'immunité, et contrefaçon d'hormones.
«La neuroparasitologie est une science à la limite de la science-fiction», écrit Michael Dickinson, co-rédacteur en chef du Journal of Experimental Biology, de l'Université de Washington. Cette phrase est épicée d'un mélange d'horreur et d'admiration: de la demande "ne me mangez pas, je vous serai toujours utile", dirigée vers le système immunitaire de quelqu'un d'autre, à la manipulation insidieuse et zombie des propriétaires - un pas. Et vous pouvez le traverser en forgeant des molécules qui sont utilisées pour communiquer par les cellules de l'hôte.
Parfois, cela n'a pas beaucoup de sens. Il existe des crustacés gammares, qui appartiennent à l'ordre des amphipodes (ils sont appelés ainsi parce qu'ils nagent littéralement sur le côté). Mais lorsqu'ils sont attaqués par des parasites, les crustacés perdent le contrôle d'eux-mêmes et commencent à se déplacer comme tous les autres crustacés, et même à nager dans la lumière, au lieu de s'y cacher.
Crustacé Gammarus. AvecJulie / Flickr
En conséquence, ils sont plus susceptibles d'être mangés par les poissons, dans lesquels le parasite doit pénétrer. Les scientifiques ont pu influencer le mouvement des gammares avec de la sérotonine et ont montré que les parasites affectent très probablement la réponse immunitaire, ce qui provoque une inflammation du système nerveux des crustacés. En conséquence, le travail du neurotransmetteur sérotonine, une molécule intermédiaire qui transmet des signaux entre les cellules nerveuses, ainsi qu'entre les cellules nerveuses et d'autres cellules, est perturbé. Le crustacé ne reçoit pas correctement les signaux visuels et olfactifs et nage vers sa mort.
Il arrive que les parasites passent «l'enfance» dans un organisme, «l'adolescence» dans un autre et grandissent dans un troisième. C'est ainsi que le ver de douve, le Dicrocoelium dendriticum lancéolé, traverse sa vie.
Ses œufs doivent reposer dans le sol, les futures douves sont envoyées à la «maternelle» à l'intérieur de l'escargot. Au stade suivant, ils nagent librement pendant un certain temps sous la forme de larves de cercaires à queue, puis ils sont avalés par une fourmi, après quoi ils deviennent des métacercaires.
Mais toutes les cercaires ne passeront pas par «l'école» des fourmis: l'une d'elles est vouée à mourir pour permettre aux autres de grandir. Il rampe dans le ganglion sous-pharyngé d'une fourmi, la moitié inférieure du prototype cérébral que possèdent les insectes. Là, la cercaire s'installe plus confortablement, s'entoure d'une fine coque et s'assoit au «panneau de commande». Désormais, la fourmi travaille le jour, comme tous ses frères, mais la nuit elle se transforme en zombie à la volonté faible. Elle quitte la fourmilière, grimpe sur un brin d'herbe, l'attrape avec ses dents et attend qu'elle soit avalée par un mammifère: une fourmi zombie n'est qu'un moyen de transport à six pattes détourné par des vers pour atteindre son objectif chéri, qui devient le foie ou les voies biliaires d'un mouton ou d'une vache. Là, les vers vont prospérer et peuvent se multiplier jusqu'à des dizaines de milliers d'individus.
Cycle de développement / Dicrocoelium dendriticum Wikimedia Commons
D'autres parasites, vers à cheveux, envoient des sauterelles et des cafards à une mort certaine, les forçant à sauter dans l'eau, où le poisson, le prochain hôte du parasite, doit manger les insectes.
Chats et souris et fleurs du mal sur un vaisseau spatial
Mais si zombifier une fourmi ou un crustacé n'est pas si difficile, alors «pirater» le cerveau d'un grand vertébré complexe est une tâche pour les «hackers» les plus avancés. Par conséquent, l'exemple le plus célèbre et même canonique de zombification est, bien sûr, la toxoplasmose. Cette maladie est causée par le protozoaire Toxoplasma gondii. Le toxoplasme, contrairement aux larves de vers, se compose d'une seule cellule, mais peut subjuguer des milliards d'étrangers.
La destination ultime de la route Toxoplasma, leur terre promise, est le chat. Immédiatement, des parasites unicellulaires insidieux peuvent rarement y pénétrer, donc le plus souvent, le chemin vers le paradis des toxoplasmes passe par la mort. C'est vrai, pas le leur: pour atteindre le chat, ils utilisent des véhicules plus petits - rats, souris ou oiseaux.
Chez ces animaux, Toxoplasma subit diverses transformations. Une fois dans le cerveau, ils produisent de la tyrosine hydroxylase, une protéine qui régule la vitesse à laquelle l'hormone dopamine est synthétisée. Cette hormone, associée au plaisir et à la confiance, est un maillon clé du système de motivation et de récompense. Ayant succombé à la promesse du bonheur, cette carotte très intérieure sur une canne à pêche de toute motivation, les rongeurs ou les oiseaux deviennent intrépides et commencent eux-mêmes à chercher des rencontres avec les pattes griffues d'une bête duveteuse.
Les molécules de tyrosine hydroxylase ressemblent à des fleurs inoffensives, mais entre les mains de Toxoplasma, elles se transforment en fleurs du mal, et pas au sens de Baudelaire, mais au sens le plus vrai / Gla086 / Wikimedia Commons
Mais même les plus beaux mécanismes peuvent échouer. Imaginez que vous deviez voler une voiture ou un hélicoptère pour vous rendre, par exemple, sur une île paradisiaque où une vie sereine vous attend. Mais alors l'inattendu se produit: votre prochain soldat se révèle par erreur être dans un vaisseau spatial. Vous avez appris à détourner des voitures et des avions, vous savez les diriger, vous cacher des gardes - le système immunitaire - et vous multiplier, peupler différents tissus, vous avez rendu vos victimes plus attractives pour le sexe opposé, vous avez même menacé les populations d'oies hawaïennes en "détournant" dans certains endroits avant 48% d'entre eux. Mais vous n'avez pas appris à piloter un vaisseau spatial. En général, votre vaisseau vole vers Mars en pilote automatique. Non seulement il n'y a pas d'île paradisiaque maintenant, mais vous n'avez pas non plus de combinaison spatiale avec vous. Bien sûr, le vaisseau spatial a des boutons à l'intérieur, similaires à ceuxsur lesquels vous avez l'habitude de cliquer - mais parfois ils fonctionnent d'une manière complètement différente.
En outre, le système immunitaire de la victime peut également affecter le système nerveux (par exemple, par l'inflammation, comme dans le même gammare) et modifier son comportement - et pas toujours dans la direction dans laquelle Toxoplasma est bénéfique.
Zombifying People: Echoes of Mouse Love and the Apocalypse à New York
C'est probablement ce que ressentirait Toxoplasma s'il pouvait évaluer ses chances de succès en infectant une personne. Il est peu probable que le chat le mange et il réagit à sa manière aux stimuli de Toxoplasma. Par exemple, il a une augmentation de la schizophrénie ou un risque accru de sa manifestation. En outre, des enquêtes auprès de personnes infectées montrent que les victimes de Toxoplasma deviennent plus lentes et plus passives en présence de danger, l'instinct d'auto-préservation s'affaiblit et, bien qu'en général les patients sont plus irritables, ils ne veulent pas se battre pour rien. Dans des situations effrayantes - dans une forêt sombre, dans une maison vide la nuit - ils restent calmes.
Les gens peuvent également avoir des changements dramatiques dans leur niveau de suspicion et de sociabilité. Les femmes deviennent plus amicales et plus altruistes, tandis que les hommes, au contraire, ne veulent rien partager. La suspicion des personnes infectées est influencée non seulement par le sexe, mais aussi par le lieu de résidence: les citadins et les villageoises deviennent plus confiants grâce à Toxoplasma, tandis que les villageois et les citadines, au contraire, cherchent un piège dans tout.
Une fois de plus, nous voyons l'écriture «dopamine» du parasite, rappelant que cette hormone affecte différemment les mammifères mâles et femelles. Des expériences avec des campagnols des prairies, modèles d'amour et de fidélité dans le monde des rongeurs, ont montré que la dopamine est nécessaire non seulement pour l'attachement à l'âme sœur, mais aussi pour l'agression envers les étrangers. De telles influences peuvent affecter les hommes et les femmes de différentes manières: certains doivent protéger le territoire, d'autres doivent s'attacher et être amicaux. Peut-être que cette réponse est également ressentie dans les différences de comportement des hommes et des femmes infectés par Toxoplasma - bien que, bien sûr, les gens ne soient pas des souris et que l'interface pour Toxoplasma ne soit pas si pratique.
Mais les Toxoplasmes n'apprennent pas de leurs erreurs et continuent d'empiéter sur les vaisseaux spatiaux: dans les régions où l'assainissement n'est pas très populaire et où beaucoup de viande crue pénètre dans les aliments, plus de la moitié des personnes forment des anticorps contre Toxoplasma. Cela signifie qu'ils sont malades ou, du moins, ont rencontré ces parasites dans le passé. Il n'est pas facile de guérir cette infection avec des antibiotiques: quelque part, une forme dormante du parasite - un kyste, toujours prêt à se reproduire, survit. Et encore une fois, un homme n'est plus exactement lui, mais un vaisseau spatial Toxoplasm contrôlé de l'intérieur, luttant à l'intérieur d'un chat inaccessible.
Mais il existe d'autres scénarios pour une apocalypse zombie. Les plantes peuvent également être non seulement des victimes, car les drogues obtenues à partir d'elles peuvent enivrer les gens. L'histoire de la façon dont les chimistes, tout en recherchant des récepteurs cannabinoïdes (qui réagissent non seulement aux cannabinoïdes narcotiques, mais aussi à de nombreux neurotransmetteurs internes du corps), ont accidentellement provoqué l'apparition de «zombies» dans les rues de New York, n'est pas l'intrigue d'un film sur l'apocalypse, mais le thème du réel article scientifique publié dans le New England Journal of Medicine en janvier 2017.
Le 12 juillet de l'année dernière, des unités d'intervention rapide ont été envoyées pour trouver et capturer des personnes sinistres se comportant exactement comme des zombies. À Brooklyn, New York, 33 personnes au total ont été retrouvées errant mécaniquement dans les rues avec des yeux vides et incompréhensibles. Les gens lentement, comme les somnambules, bougeaient leurs mains et grognaient comme de vrais zombies. Huit "zombies" nouvellement créés ont été testés pour l'urine et le sang. Après une enquête qui a duré 17 jours, les scientifiques ont pu établir que le coupable était un cannabinoïde récemment synthétisé afin de rechercher des médicaments, que les gens achetaient sous le couvert de la drogue à base de plantes AK-47 24 Karat Gold, qui affectait le premier type de récepteurs cannabinoïdes.
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Ekaterina Mishchenko