Frontiers for Young Minds

Frontiers for Young Minds
תפריט
תגלית חדשה מגוון ביולוגי פורסם: 10 ביוני, 2022

התרעת זוֹמְבִּי: כיצד טפיל זעיר הופך סרטנים למתים מהלכים?

תַקצִיר

זומבים הם אמיתיים ואפשר למצוא אותם סביבנו, אצל סרטנים! אם אתם חושבים שזה נורא להישלט על ידי טפיל כמעט בלתי נראה שמתחבא בתוככם, הביאו בחשבון את הסרטנים שהודבקו. גם זכרים וגם נקבות צריכים לסייע לטפיל הפולש להטיל ביצים ולייצר תינוקות! אנו חקרנו סרטני בוץ אכילים, ומצאנו שחלק מהם הודבקו בטפילים שנקראים ריזוצפלנים (rhizocephalans). הבחנו בכך שהסרטנים המודבקים הכילו איבר משונה, דמוי-ביצה, מתחת לבְּטָנִים שלהם, וגודל הגוף הכולל שלהם היה קטן יותר מאשר סרטנים שלא הודבקו. סרטנים זכרים שהודבקו נהפכו לנקבות והיו להם בטנים רחבות וכהות, דמויות-נקבה. הסרטנים המודבקים מטפלים בביצי הפרזיטים כאילו שהן היו שלהם! תקוותנו היא שיום אחד נהיה מסוגלים לחשוף את הפרטים של האופן שבו ריזוצפלנים הופכים סרטנים לזומבים.

כיצד הכול התחיל

אם אתם חושבים שזומבים נמצאים רק בסרטים ובסיפורים שההורים סיפרו לנו כדי שנישאר בבית בערב, חשבו שוב. אף על פי שאין זומבים אנושיים, סרטנים ושרימפסים זומבים מסתובבים חופשיים בממלכת החיות, והגאון שמאחורי המתקפה הזו הוא טפיל זעיר.

קבוצת הטפילים שמסוגלת להתמיר את הסרטנים והשרימפסים למתים המהלכים של הים הם גם קרובים רחוקים של החיות האלה – סרטנים, שרימפסים והטפיל הזומבי כולם סרטנאים. לסרטנאים אין מבנה עצם חיצוני, ובמקום זאת יש להם קליפה חיצונית חזקה שמגינה עליהם. הם צריכים ליצור שכבה חיצונית חדשה כשהם גדלים, בתהליך שנקרא הַשָּׁלָה (molting). אולם שלא כמו סרטנאים אחרים, הגאונים הזומבים האלה הם חלק מקבוצה מיוחדת כתוצאה מהמאפיינים ומאורח החיים המיוחדים שלהם. הקבוצה הזו נקראת ריזוצפלה (Rhizocephala), וחברי הקבוצה נקראים ריזוצפלנים (rhizocephalans) או טפילי ריזוצפלן.

טפילים ריזוצפלנים הם קטנים מאוד בגודל (פחות מ-300 מיקרומטר – מיליונית המטר) – קטנים פי עשרה מגרגיר אורז [1]. נוסף על כך הצורות הבוגרות שלהם פשוטות להפליא. אין להם ידיים או רגליים, ואין להם איברים פנימיים פרט לאיברי רבייה, רקמת שריר מסוימת ומערכת עצבים פשוטה. כיצד היצורים הזעירים והפשוטים האלה יכולים לפלוש ולהשתלט על אורגניזמים גדולים ומורכבים כמו סרטנים ושרימפסים?

ראשית, כדי שהפלישה תהיה מוצלחת, טפיל הנקבה צריך למצוא אורגניזם לחיות בתוכו. החיה הזאת נקראת מארח, ובמקרה הזה היא בדרך כלל סרטן. ברגע שנמצא המארח הפוטנציאלי, הטפיל יחבר את עצמו לרקמה הרכה של המארח, בדרך כלל לזימים מאחר שאיברים אחרים בגופו של הסרטן מוגנים על ידי קליפה חיצונית קשה. אחרי שהוא נוחת בבטחה על רקמתו הרכה של המארח, הטפיל מזריק פיסות זעירות מהרקמה של עצמו אל גופו של המארח [2]. הרקמות הטפיליות האלה זורמות בתוך דמו של המארח, עד שהן מאתרות את החלק במערכת העיכול של המארח ומתחברות אליו. משם, הטפיל מגדל שורשים, בדומה לשורשים של עצים, ומשתמש בשורשים כדי לספוג חומרי מזון מהמארח. אחרי שהוא גדל בגופו של המארח במשך זמן מה, טפיל הנקבה רוצה לייצר תינוקות, אולם כיצד הוא יכול לפגוש בבן זוג כשהוא נמצא בתוך גוף המארח? אם כן, כדי להזדווג נקבת הטפיל מגדלת את איבר רבייה משלה, שנקרא “אקסטרנה” (externa; איור 1) על החלק החיצוני של גוף המארח. כאשר הטפיל הזכר רואה את האקסטרנה בולטת החוצה מגוף המארח, הוא נכנס לאקסטרנה ומפרה את ביצי הטפיל הנקבה, והנה – אלפי תינוקות טפילים משוחררים לתוך המים הפתוחים, ומחפשים מארחים נוספים להפוך אותם לזומבים [3]!

איור 1 - האקסטרנה של פרזיט ריזוצפלן.
  • איור 1 - האקסטרנה של פרזיט ריזוצפלן.
  • האקסטרנה מתחברת לבטן של הסרטן דרך חלק שנקרא stalk.

מה טפיל הריזוצפלן עושה לסרטנים?

נתקלנו בתגלית המרתקת הזו בזמן שאספנו סרטני בוץ למחקרים אחרים. סרטני הבוץ האלה, שגם ידועים כסרטני מנגרוב, נמצאים ביערות מנגרוב ובפִּיּוֹת הנהר של האזור האינדו-מערבי הפסיפי, שנפרשׂ החל מהודו, סין, יפן ודרום-מזרח אסיה, ועד לאוסטרליה ולפפואה גינאה החדשה [4]. הם לעיתים קרובות נאספים על ידי דייגים ונמכרים לשווקים ולמסעדות, מאחר שהם טעימים מאוד!

הדבר הראשון שתפס את תשומת ליבנו היה הנוכחות של האקסטרנה מתחת לבטן של סרטני הבוץ, במקום שבו בדרך כלל נמצאות ביצי הסרטנים. כדי להבין את ההשפעות של הטפילים האלה על סרטני הבוץ, השווינו כמה מדידות גוף בין סרטנים מודבקים ובריאים. באופן מפתיע, מצאנו שכל הסרטנים הזכרים שהודבקו הותמרו לנקבות והכילו מאפיינים דמויי-נקבה, כמו למשל בטן רחבה וכהה וגוף קטן יותר (איור 2). התמרת הגוף הזו הייתה הכרחית מאחר שסרטנים זכרים גם מודבקים על ידי הטפיל והוא משפיע עליהם באותו האופן שהוא משפיע על נקבות הסרטן – האקסטרנה של הטפיל מגיחות מגופם של מארחים זכרים, וגם הסרם הזכרים וגם הסרטנים הנקבות מטפלים באקסטרנה כאילו שהיו הביצים שלהם!

איור 2 - מבט לגופם של סרטני בוץ נורמלים ומודבקים.
  • איור 2 - מבט לגופם של סרטני בוץ נורמלים ומודבקים.
  • (A) זכר נורמלי עם בטן משולשת ואיברי רבייה (gonopods) באורך נורמלי; (B) נקבה לא בוגרת נורמלית עם בטן בצורה מעט גלובולרית ואיברי רבייה (plepods) ארוכים; (C) נקבה בוגרת נורמלית עם בטן כהה בצורה גלובולרית, ופלאופודים ארוכים; (D) זכר מודבק עם בטן כהה בצורה גלובולרית, גונופודים מקוצרים ונוכחות של אקסטרנה; (E) נקבה לא בוגרת מודבקת עם בטן נורמלית לא בוגרת, אולם פלאופודים קצרים; (F) נקבה בוגרת מודבקת עם בטן נורמלית בוגרת, פלאופודים קצרים ונוכחוּת של אקסטרנה. G – gonopod; P – pleopods; AB – abdomen (בטן); YS – yellow sack (אקסטרנה).

כמו כן, איברי הנקבה גם של הזכר וגם של הנקבה מקוצרים באופן מהותי בקרב סרטנים מודבקים. איברי הרבייה הזכריים נקראים “גונופודים” (gonopods), והם מכילים שני זוגות של מבנים ארוכים שמשמשים להעברת זרע לנקבה בתהליך ההזדווגות. איברי רבייה נקביים נקראים “פלאופודים” (pleopods), והם מכילים ארבעה זוגות מבנים שחשובים להתחברות הביצה (איור 2). קיצור איברי הרבייה משמעותו שסרטנים זכרים מודבקים לא מסוגלים להזדווג עם נקבות, וסרטנים נקבות מודבקות לא מסוגלות לחבר ביצים לפלאופודים שלהן עבור התפתחות נורמלית של ביצים, אפילו אם הן יכולות להזדווג באופן נורמלי עם זכרים ולייצר ביצים!

נוסף על שינוי ההופעה החיצונית של המארח, טפילי ריזוצפלן גם שולטים בהתנהגות של המארחים שלהם. סרטנים זכרים מודבקים עם אקסטרנה יפגינו תבניות התנהגות שבדרך כלל מופיעות רק אצל נקבות עם ביצים בבטנן, כמו למשל ניקוי מתמיד של האקסטרנה והבטן, כאילו שהם מטפלים בביצים של עצמם. דמיינו שאחרי שהודבקתם על ידי טפיל, אתם בהיריון עם תינוקות חייזרים, וגרוע מכך, אינכם מודעים לכך ואתם מטפלים בהם כאילו שהם היו שלכם!

בנקודה הזו, עדיין איננו בטוחים אם סרטנים שהודבקו עם טפילי ריזוצפלן מסוכנים לאכילה עבור בני אדם. זו לא צריכה להיות בעיה אם הסרטנים מבושלים כראוי לפני אכילתם. כמו כן, הטפילים האלה בררניים מאוד כשזה נוגע לבחירת המארחים הפוטנציאליים שלהם. ידוע שהם מדביקים רק סרטנאים אחרים, לא בני אדם.

מה עלינו לעשות הלאה?

מדהים כמה אורגניזם זעיר, כמעט ללא איברים או מבנה קשיח, יכול לשלוט באורגניזם אחר ולגרום להשפעות אדירות. נכון להיום, עדיין אין טיפול לסרטנים שהודבקו עם טפילי ריזוצפלן. נוסף על כך עדיין איננו מבינים כיצד טפילי ריזוצפלן גורמים להשפעות האלה. אנו מקווים שעל ידי סיפור הסיפור הזה, יותר אנשים – ובמיוחד ילדים – ישימו לב לאורגזנימים שסביבם בטבע, כולל סרטנים קטנים. אנו גם רוצים שתהיו מודעים לתופעת הריזוצפלן המשונה הזו, ושתסייעו לנו להסתכל על מקרים אחרים של הופעת הטפיל הזה. אם אתם חיים במקום שבו נמצאים סרטנים אכילים, אתם יכולים לחפש נוכחוּת של שק צהוב משונה מתחת לבטנם של הסרטנים. אולי יום אחד תוכלו לסייע לנו לפתור את תעלומת הטפילוּת של ריזוצפלן!

תרומת המחברים

KF ו-HF כתבו את טיוטת המסגרת למאמר הזה, סיימו את הסקירה, ותרמו למציאה של- וחֵקֶר על- הטפיל והסרטנים המזוהמים שתוארו במאמר זה. KW כתב את הטיוטה הראשונה. HF סקר את הטיוטה הראשונה וערך את התמונות. כל המחברים תרמו למאמר ואישרו את הגרסה המוגשת.

מילון מונחים

סרטנאים (Crustacea): קבוצה גדולה שמכילה בעיקר אורגניזמים ימיים עם שלד חיצוני(שריון). הגוף המחולק שלהם מחולק לראש, לגוף ולבטן. הם גדלים בתהליך של השלת השריון שלהם (molting). חלק מהדוגמאות לסרטנאים הם סרטנים, לובסטרים, שרימפסים וסרטני מאכל (prawns).

השלה (Molting): תהליך של השלת הקליפה החיצונית הישנה והחלפתה עם אחת חדשה, לעיתים קרובות גדולה יותר. התהליך הזה מתרחש אצל כל הסרטנאים.

מארח (Host): אורגניזם שפלש אליו טפיל.

Externa: איבר הרבייה הנקבי של טפיל הריזוצפלנה. הוא מזדקר מגופו של המארח מתחת לבטן.

Gonopod: איבר רבייה זכרי אצל סרטנים שמעביר זרע לתוך הנקבה בעת ההזדווגות.

Pleopod: איבר רבייה נקבי בסרטנים שמאפשר התחברות של הביצים במטרה לוודא התפתחות נורמלית של ביצים אצל סרטנים.

טפילוּת (Parasitism): הקשר שבין שני אורגניזמים, שבו אחד מהם (הטפיל) חי על או בתוך האחר (מארח), וגורם לו לנזק.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.


מאמר המקור

Waiho, K., Fazhan, H., Glenner, H., and Ikhwanuddin, M. 2017. Infestation of parasitic rhizocephalan barnacles Sacculina beauforti (Cirripedia, Rhizocephala) in edible mud crab, Scylla olivacea. PeerJ 5:e3419. doi: 10.7717/peerj.3419


מקורות

[1] Kobayashi, M., Wong, Y. M., Oguro-Okano, M., Dreyers, N., Høeg, J. T., Yoshida, R., et al. 2018. Identification, characterization, and larval biology of a rhizocephalan barnacle, Sacculina yatsui Boschma, 1936, from northwestern Japan (Cirripedia: Sacculinidae). J. Crust. Biol. 38:329–40. doi: 10.1093/jcbiol/ruy020

[2] Glenner, H., Høeg, J. T., O’Brien, J. J., and Sherman, T. D. 2000. Invasive vermigon stage in the parasitic barnacles Loxothylacus texanus and L. panopaei (Sacculinidae): closing of the rhizocephalan life-cycle. Mar. Biol. 136:249–57. doi: 10.1007/s002270050683

[3] Nagler, C., Hörnig, M. K., Haug, J. T., Noever, C., Høeg, J. T., and Glenner, H. 2017. The bigger, the better? Volume measurements of parasites and hosts: parasitic barnacles (Cirripedis, Rhizocephala) and their decapod hosts. PLoS ONE 12:e0179958. doi: 10.1371/journal.pone.0179958

[4] Fazhan, H., Waiho, K., Darin Azri, M. F., Al-Hafiz, I., Wan Norfaizza, W. I., Megat, F. H., et al. 2017. Sympatric occurrence and population dynamics of Scylla spp. in equatorial climate: effects of rainfall, temperature and lunar phase. Estuar. Coast. Shelf Sci. 198:299–310. doi: 10.1016/j.ecss.2017.09.022