Wissenschaftler zeigen, wie Parasiten Sumpf verwandeln

PROVIDENCE, RI [Brown University] – Salzwiesen sind die Heimat winziger Krebstiere, sogenannte Amphipoden, die sich zurückhalten: Ihre graubraune Farbe hilft ihnen, sich in ihre Umgebung einzufügen, und sie verbringen die meiste Zeit damit, sich unter der Vegetation zu verstecken. Wenn Flohkrebse jedoch mit einem parasitären Wurm namens Trematode infiziert werden, verfärben sie sich leuchtend orange und verlieren ihre Tendenz, in Deckung zu rennen, wenn sie der Gefahr ausgesetzt sind. Dieses bizarre Verhalten macht sie sowohl für Raubtiere als auch für Wissenschaftler auffällig.

Biologen der Brown University untersuchen seit etwa einem Jahrzehnt Flohkrebse. Das Projekt begann als Trainingsübung für Studenten in Zusammenarbeit mit der Forschungseinrichtung Marine Biological Laboratory. Im Laufe der Zeit haben Wissenschaftler an Fakultäten und Studenten mit Fortschritten in der Molekulargenetik, bei Computerwerkzeugen und in der biomedizinischen Technologie unerwartete Entdeckungen über die Beziehung zwischen Amphipoden und den parasitären Würmern gemacht, die sie jagen.

In einer neuen, in Molecular Ecology veröffentlichten Studie liefern Brown-Forscher eine detaillierte Analyse der molekularen Mechanismen, die es den Parasiten ermöglichen, ihre Wirte zu manipulieren, und erklären, was mit der Biologie des Flohkrebses geschieht, der dazu führt, dass er auf so unterschiedliche Weise auf den Parasiten reagiert.

„Die Charakterisierung der molekularen Mechanismen der Manipulation ist wichtig, um das Verständnis der Wirt-Parasit-Koevolution zu verbessern“, sagte Studienautor David Rand, Professor für Naturgeschichte und Vorsitzender der Abteilung für Ökologie, Evolution und Organismenbiologie an der Brown University.

Die Relevanz der Ergebnisse gehe weit über die Salzwiesen hinaus, sagte Rand, insbesondere wenn man sie im Zusammenhang mit bestimmten Krankheitserregern betrachte, die Menschen infizieren.

Obwohl durch Lebensmittel übertragene Trematoden Menschen sehr krank machen können, haben sie nicht die gleiche Art von „Zombie“-Effekt. Rand bemerkte, dass das Amphipodensystem eher einem Malaria-Beispiel ähnelt, bei dem der Plasmodium-Parasit von einer Mücke übertragen wird, die als Zwischenwirt dient. Studien haben gezeigt, dass Mücken, die den Parasiten tragen, stärker von Menschen angezogen werden können als von nicht befallenen Mücken.

„Dies könnte ein Beispiel dafür sein, dass ein Parasit einen Zwischenwirt manipuliert, um seine eigene Übertragung zwischen Wirten sicherzustellen“, sagte Rand. „Tollwut könnte ein weiteres relevantes Beispiel sein: Sie treibt infizierte Personen in den Wahnsinn, sodass sie andere beißen und den nächsten Wirt infizieren. Das Erlernen der molekularen Mechanismen dieser Art von Wirt-Parasit-Interaktionen kann wichtige Auswirkungen auf den Umgang mit Krankheitserregern im Allgemeinen und beim Menschen haben.“

Die Interaktion des Trematodenwurms mit den Amphipoden ergibt darwinistischen Sinn, sagte Rand: Parasiten manipulieren Wirte, um ihre Übertragung sicherzustellen, damit sie sich weiter vermehren können. Sie sind ein Beispiel für „umsichtige Parasiten“, die ihre Wirte weder sofort noch jemals töten, sondern den Parasiten Zeit geben, sich zu vermehren oder zu einem anderen Wirt zu wechseln.

Die Art der „Zombie“-Manipulation, die bei Flohkrebsen beobachtet wird, ist in der Natur keine Seltenheit. Allerdings, so Rand, sei weniger darüber bekannt, wie parasitäre Würmer genau Veränderungen bei den Amphipoden hervorrufen konnten, die sich auf Verhalten, Aussehen und Immunfunktion auswirken.