Přetištěno se svolením nakladatelství Farrar, Straus and Giroux. Převzato z knihy Christie Wilcoxové How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry. Copyright © 2016 by Christie Wilcox.
Nevím, jestli se švábům zdají sny, ale dovedu si představit, že pokud ano, tak v jejich nočních můrách hrají významnou roli šperkové vosy. Tyto malé, osamělé tropické vosy se nás lidí příliš netýkají; koneckonců nemanipulují s naší myslí, aby nás mohly servírovat jako ochotnou, živou stravu svým novorozeňatům, jako to dělají nic netušícím švábům. Je to látka z hororů, a to doslova: drahokamové vosy a podobné druhy se staly inspirací pro hrůzy, při kterých se jim roztrhl hrudník, ve filmové sérii Vetřelec. Příběh je jednoduchý, i když groteskní: samička vosy ovládá mysl švábů, kterými krmí své potomky, a zbavuje je pocitu strachu nebo vůle uniknout svému osudu. Ale na rozdíl od toho, co vidíme na velkém plátně, nejde o nějaký nevyléčitelný virus, který z kdysi zdravého švába udělá nemyslící zombie – jde o jed. A ne jen tak ledajaký jed: specifický jed, který působí jako droga a je zaměřen na švábí mozek.
Mozky jsou ve své podstatě jen neurony, ať už mluvíme o mozcích lidských nebo hmyzích. Potenciálně existují miliony jedovatých sloučenin, které mohou neurony zapnout nebo vypnout. Nemělo by nás tedy překvapit, že některé jedy cílí na pečlivě chráněný centrální nervový systém, včetně našeho mozku. Některé z nich si proklestí cestu přes fyziologické překážky, ze vzdálených míst vpichu po celém těle a přes hematoencefalickou bariéru, aby se dostaly do mysli své oběti. Jiné jsou vstříknuty přímo do mozku, jako v případě šperkové vosy a jejího hostitele zombie švába.
Vyrobení zombie
Šperkové vosy jsou krásným, i když děsivým příkladem toho, že neurotoxické jedy mohou způsobit mnohem víc než jen ochromení. Vosa, která je často jen zlomek velikosti své oběti, začíná svůj útok shora, snese se dolů a uchopí švába ústy, zatímco míří svým „žihadlem“ – modifikovanou částí těla kladoucí vajíčka zvanou ovipozitor – na střed těla, hrudník, mezi první pár nohou. Rychlý úder trvá jen několik vteřin a sloučeniny jedu působí rychle – dočasně švába paralyzují, takže vosa může přesněji zacílit další žihadlo. Svým dlouhým žihadlem zacílí jed měnící mysl do dvou oblastí ganglií, hmyzí obdoby mozku.
Vosí žihadlo je tak dobře naladěné na svou oběť, že dokáže vycítit, kde se nachází uvnitř švábí kopule, aby mohla vstříknout jed přímo do dílčích částí jeho mozku. Žihadlo se dokáže v hlavě švába rozkoukat, spoléhá na mechanické a chemické signály, aby si našlo cestu přes gangliovou pochvu (hmyzí verzi hematoencefalické bariéry) a vstříklo jed přesně tam, kam potřebuje. Dvě oblasti mozku švába, na které se zaměřuje, jsou pro ni velmi důležité; vědci je švábům uměle vystřihli, aby zjistili, jak vosa reaguje, a když jsou odstraněny, vosa se je snaží najít a dlouho se svým zapíchnutým žihadlem hledá chybějící oblasti mozku.
Poté začíná ovládání mysli. Nejprve se oběť ze všeho nejprve upraví; jakmile se švábovy přední nohy vzpamatují z přechodného ochrnutí vyvolaného žihadlem do těla, zahájí pečlivou úpravu, která trvá asi půl hodiny. Vědci prokázali, že toto chování je specifické pro jed, protože propíchnutí hlavy, celkové vystresování švába nebo kontakt s vosou bez žihadlové aktivity nevyvolaly stejnou hygienickou potřebu. Tato náhlá potřeba čistoty může být také vyvolána záplavou dopaminu v mozku švába, takže se domníváme, že dopaminu podobná sloučenina v jedu může být příčinou tohoto germofobního chování. O tom, zda je samotné grooming prospěšnou vlastností jedu, nebo vedlejším účinkem, se vedou diskuse. Někteří se domnívají, že toto chování zajišťuje zranitelnému vosímu mláděti čistou potravu bez plísní a mikrobů; jiní si myslí, že může pouze na nějakou dobu odvést švábovu pozornost, zatímco vosa připravuje švábovi hrob.
Dopamin je jednou z těch zajímavých chemických látek, které se nacházejí v mozku širokého spektra živočichů, od hmyzu až po člověka, a jeho účinky jsou u všech těchto druhů životně důležité. V našich hlavách je součástí duševního „systému odměn“: záplavy dopaminu vyvolávají příjemné věci. Protože se díky němu cítíme dobře, může být dopamin úžasný, ale je také spojen s návykovým chováním a „opojením“, které pociťujeme z nelegálních látek, jako je kokain. Je nemožné, abychom věděli, zda šváb také pociťuje nával hmyzí euforie, když jeho mozek zaplaví dopamin – ale raději si myslím, že ano. (Jen se mi zdá příliš hrůzné, aby zvíře nemělo žádnou radost ze strašlivého konce, který ho čeká.)
Zatímco šváb uklízí, vosa opouští svou oběť a hledá vhodné místo. Potřebuje tmavou noru, kde by mohla zanechat své mládě i oběť zombie-švába, a najít a připravit to správné místo jí zabere trochu času. Když se asi po 30 minutách vrátí, účinky jedu už převzala – šváb ztratil veškerou vůli k útěku. V zásadě je tento stav dočasný: pokud oddělíte otráveného švába od jeho budoucího vraha dříve, než se larva stihne vylíhnout, nakrmit a zakuklit, zombifikace do týdne odezní. Bohužel pro otráveného švába je to příliš dlouhá doba. Než se jeho mozek stihne vrátit do normálu, mladá vosa už má dost a svého hostitele zabije.
Motorické schopnosti švába zůstávají nedotčené, ale hmyz je zkrátka nemá chuť používat. Jed tedy neochromí smysly zvířete – změní způsob, jakým na ně mozek reaguje. Vědci dokonce prokázali, že podněty, které normálně vyvolávají úhybné manévry, jako je dotyk křídel nebo nohou švába, stále vysílají signály do mozku zvířete; jen nevyvolávají reakci chování. Je to proto, že jed utlumí některé neurony, takže jsou méně aktivní a reagují méně, což vede k náhlé absenci strachu a ochotě švába nechat se pohřbít a sežrat zaživa. Tato aktivita jedu vyžaduje toxiny, které se zaměřují na chloridové kanály řízené GABA.
GABA neboli kyselina γ-aminomáselná je jedním z nejdůležitějších neurotransmiterů v mozku hmyzu i člověka. Pokud je aktivita neuronu večírkem, pak je GABA mokrou dekou; tlumí schopnost neuronu být spuštěn prostřednictvím aktivace chloridových kanálů. Když se chloridové kanály otevřou, umožní proudění záporných chloridových iontů. Protože se tyto ionty rády stýkají s kladnými ionty, pokud jsou tyto kanály otevřené, když se náhodou otevře sodíkový kanál, mohou chloridové ionty procházet membránou téměř stejnou rychlostí jako sodíkové ionty, což ztěžuje sodíkovým iontům spuštění domino kaskády, kterou je signalizace neuronu. Přestože neuron dostane povel „go“, akční potenciál se zastaví na místě. GABA však není úplným inhibitorem – chloridové kanály nedokážou zcela držet krok se sodíkovými kanály, takže silný podnět může tlumivý účinek překonat. Tento tlumivý systém vosa využívá k tomu, aby donutila švába plnit její příkazy. Její jed je plný GABA a dvou dalších látek, které rovněž aktivují stejné chloridové receptory, β-alaninu a taurinu. Ty také působí tak, že zabraňují zpětnému vychytávání GABA neurony, čímž prodlužují účinek.
Ačkoli tyto sloučeniny jedu dokáží přerušit mozkovou aktivitu, která by její kořist přiměla k útěku, nedokážou se samy dostat do správných částí mozku švába. Proto je vosa musí vstříknout přímo do ganglií švába. Naštěstí pro ni je příhodnou hříčkou přírody, že stejný jed, který zombifikuje mozky švábů, funguje jako kouzlo a způsobuje přechodnou paralýzu potřebnou k tomu, aby mohla vstříknout injekci do lebky. GABA, β-alanin a taurin také dočasně vypínají motorické neurony, takže vosa potřebuje pouze jeden jed na splnění dvou velmi odlišných úkolů.
Když je její kořist klidná a nehybná, může si vosa doplnit energii tím, že zlomí švábovi tykadla a vypije trochu sladké, výživné hmyzí krve. Pak svou oběť dovede na místo posledního odpočinku, přičemž použije zbytky tykadel, jako jezdec používá otěže na uzdě. Jakmile je uvnitř své nory, připevní jedno vajíčko ke švábí noze a pak svého potomka i švába zapečetí.
Čerstvé jídlo
Jako by manipulace s myslí nestačila, vosí jed má ještě jeden poslední trik. Zatímco šváb čeká na svou nevyhnutelnou záhubu, jed zpomalí metabolismus švába, aby zajistil, že bude žít dost dlouho na to, aby mohl být pozřen ještě čerstvý. Jedním ze způsobů, jak lze metabolismus měřit, je množství spotřebovaného kyslíku za určitou dobu, protože všichni živočichové (včetně nás) spotřebovávají kyslík v procesu vytváření energie z potravy nebo tukových zásob. Vědci zjistili, že spotřeba kyslíku u švábů, kteří dostali žihadlo, je mnohem nižší než u jejich zdravých kamarádů. Domnívali se, že by to mohlo být důsledkem sníženého pohybu požahaných obětí, ale i když je ochrnutí vyvoláno pomocí léků nebo přerušením neuronů, žijí požahaní švábi déle. Zdá se, že klíčem k prodlouženému přežití je hydratace. Jak přesně jed působí na udržení hydratace švába, není známo, ale zajišťuje, že když se larva vosičky vylíhne z vajíčka, je její potrava připravena k jídlu. A dostatečně brzy poté se z nory vylíhne nová vosa, která za sebou zanechá mršinu švába.
Jed vosy šperkařské je pouze jedním z příkladů neurotoxického jedu dovedeného do extrému. Do stejného rodu vos patří více než 130 druhů, včetně nově popsaného druhu Ampulex dementor (pojmenovaného podle duši vysávajícího strážce kouzelnického vězení Azkaban v sérii o Harrym Potterovi). Ampulex patří do velmi rozsáhlé a rozmanité skupiny vos, čítající nejméně stovky tisíc druhů, které jsou známé vážnou duševní manipulací. Všechny mají makabrózní životní cyklus: jako dospělci se živí jako ostatní vosy a včely, ale jako larvy se musí živit jinými živočichy. Nejsou tak docela samostatné, nejsou tak docela parazité – jsou parazitoidní, nebo jak jim vědci říkají, parazitoidi.
Švábi nejsou jejich jediným cílem; existují parazitoidní vosičky, které kladou vajíčka do pavouků, housenek a mravenců. Vosa Agriotypus z mírného pásma severní polokoule se potápí pod vodu, aby navázala svá vajíčka na larvy mouchy kadeřavky, a může zůstat ponořená až 15 minut, aby splnila svůj úkol. Odvážné vosičky rodu Lasiochalcidia z Evropy a Afriky se vrhají do noční můry – čelistí mravenčího lva, roztrhnou je a vloží mu do krku svá vajíčka. Existují dokonce vosičky zvané hyperparazitoidi, které parazitují na jiných vosičkách stejně jako ony, například druhy rodu Lysibia z Evropy a Asie, které vyčmuchají housenky parazitované kolegy parazitoidy rodu Cotesia a nakladou vajíčka do čerstvě zakuklených larev vosiček. V některých případech na sobě parazituje více druhů vosiček, což vede k ruské loutce parazitických interakcí.
A aby si tyto vosičky zajistily bezpečný přechod z larvy do dospělosti, získávají od svých hostitelů často více než jen potravu. Jedna z nich promění své housenkové hostitele v nemrtvé tělesné strážce, kteří budou bránit kuklící se mladé vosičky, které právě prožraly její tělo. Larva jiného druhu nutí svého pavoučího hostitele, aby jí upředl neforemnou, ale odolnou pavučinu na ochranu svého kokonu těsně předtím, než pavoukovce zabije.
Zatímco vosy z této neobvyklé čeledi možná dovedly umění ovládání mysli k dokonalosti, existují i jiné jedovaté druhy, jejichž toxiny mění duševní stavy. Existují dokonce druhy, jejichž neurotoxické sloučeniny se dostanou přes naši vlastní hematoencefalickou bariéru, což se zatím žádnému vosímu jedu nepodařilo. Ale na rozdíl od švábů máme my, Homo sapiens, zvláštní afinitu k látkám, které si zahrávají s naší myslí. Ačkoli švábi utíkají před těmi, které by jim zamotaly mozek, někteří lidé jsou ochotni zaplatit až 500 dolarů za dávku jedu, aby měli podobný zážitek.