Optrykt med tilladelse fra Farrar, Straus and Giroux. Tilpasset fra How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry, af Christie Wilcox. Copyright © 2016 by Christie Wilcox.
Jeg ved ikke, om kakerlakker drømmer, men jeg forestiller mig, at hvis de gør, så er juvelhvepse en fremtrædende figur i deres mareridt. Disse små, ensomme tropiske hvepse er ikke særlig bekymrende for os mennesker; de manipulerer trods alt ikke vores sind, så de kan servere os som villige, levende måltider for deres nyfødte, som de gør det for intetanende kakerlakker. Det er gyserfilmenes stof, bogstaveligt talt: juvelhvepsen og lignende arter har inspireret de brystsprængende rædsler i Alien-filmene. Historien er enkel, selv om den er grotesk: hvepsehunnerne kontrollerer hjernen hos de kakerlakker, som de fodrer deres afkom med, og fjerner deres følelse af frygt og deres vilje til at undslippe deres skæbne. Men i modsætning til det, vi ser på det store lærred, er det ikke en uhelbredelig virus, der forvandler en tidligere sund kakerlak til en hjerneløs zombie – det er gift. Det er heller ikke hvilken som helst gift, men en særlig gift, der virker som et lægemiddel og er rettet mod kakerlakkens hjerne.
Hjerner er i bund og grund bare neuroner, uanset om vi taler om menneskehjerner eller insekthjerner. Der er potentielt millioner af giftforbindelser, der kan tænde eller slukke for neuroner. Så det bør ikke komme som nogen overraskelse, at nogle giftstoffer er rettet mod det omhyggeligt beskyttede centralnervesystem, herunder vores hjerner. Nogle af dem hopper over fysiologiske forhindringer fra fjerntliggende injektionssteder rundt om i kroppen og gennem blod-hjernebarrieren for at komme ind i deres ofres hjerner. Andre bliver sprøjtet direkte ind i hjernen, som i tilfældet med juvelhvepsen og dens zombiekakerlak-vært.
Skabelse af en zombie
Jewelhvepsen er et smukt om end skræmmende eksempel på, hvordan neurotoksiske gifte kan gøre meget mere end at lamme. Hvepsen, som ofte kun er en brøkdel af sit offers størrelse, begynder sit angreb oppefra, idet den styrter ned og griber kakerlakken med munden, mens den retter sin “brod” – en modificeret æglægningsdel kaldet en æglægningsdel – mod midten af kroppen, thorax, mellem det første par ben. Det hurtige stød tager kun få sekunder, og giftforbindelserne virker hurtigt og lammer kakerlakken midlertidigt, så hvepsen kan sigte sit næste stik med større præcision. Med sin lange brod kan den målrette sin bevidsthedsforstyrrende gift ind i to områder af ganglierne, insekternes pendant til en hjerne.
Vespens brod er så godt indstillet på sit offer, at den kan mærke, hvor den befinder sig i kakerlakkens kuppel for at sprøjte giften direkte ind i underafsnit af dens hjerne. Stingeren er i stand til at føle rundt i kakerlakkens hoved, idet den er afhængig af mekaniske og kemiske signaler for at finde vej forbi den ganglionære kappe (insektets version af en blod-hjernebarriere) og injicere giften præcis der, hvor den skal hen. De to områder af kakerlakkens hjerne, som den sigter på, er meget vigtige for den; forskerne har kunstigt klippet dem fra kakerlakker for at se, hvordan hvepsen reagerer, og når de er fjernet, forsøger hvepsen at finde dem og tager lang tid med sin brodne indlejret i jagten på de manglende hjerneområder.
Så begynder tankekontrollen. Først plejer offeret sig selv, af alle ting; så snart kakerlakkens forben er kommet sig efter den forbigående lammelse, der er fremkaldt af stikket i kroppen, begynder den en krævende plejerutine, som tager omkring en halv time. Forskere har vist, at denne adfærd er specifik for giften, da en piercing i hovedet, generel stress af kakerlakken eller kontakt med hvepsen uden stikaktivitet ikke fremkalder den samme hygiejniske trang. Dette pludselige behov for renlighed kan også fremkaldes af en strøm af dopamin i kakerlakkens hjerne, så vi mener, at den dopaminlignende forbindelse i giften kan være årsagen til denne bakteriefobiske adfærd. Det er omdiskuteret, om selve pudsningen er en gavnlig egenskab ved giften eller en bivirkning. Nogle mener, at adfærden sikrer et rent, svampe- og mikrobefrit måltid til den sårbare hvepsebaby; andre mener, at den måske blot distraherer kakerlakken i et stykke tid, mens hvepsen forbereder kakerlakkens grav.
Dopamin er et af de spændende kemikalier, der findes i hjernen hos et bredt spektrum af dyreliv, fra insekter hele vejen til mennesker, og dets virkninger er afgørende hos alle disse arter. I vores hoveder er det en del af et mentalt “belønningssystem”: strømme af dopamin udløses af behagelige ting. Fordi det får os til at føle os godt tilpas, kan dopamin være vidunderligt, men det er også forbundet med vanedannende adfærd og de “højder”, vi føler ved ulovlige stoffer som f.eks. kokain. Det er umuligt for os at vide, om en kakerlak også føler et sus af insekt-eufori, når dens hjerne oversvømmes af dopamin – men jeg foretrækker at tro, at den gør det. (Det virker bare for grusomt for dyret til ikke at føle nogen glæde ved den frygtelige afslutning, det er ved at møde.)
Mens kakerlakken gør rent, forlader hvepsen sit offer for at finde et passende sted. Hun har brug for en mørk hule, hvor hun kan efterlade sit barn og zombie-kakerlakkens offer, og det tager lidt tid at finde og forberede det rette sted. Da hun vender tilbage ca. 30 minutter senere, har giftens virkning taget overhånd – kakerlakken har mistet al vilje til at flygte. I princippet er denne tilstand midlertidig: Hvis man adskiller en forgiftet kakerlak fra sin kommende morder, før larven kan klække, spise og forpuppe sig, forsvinder zombificeringen i løbet af en uge. Desværre for den forgiftede kakerlak er det simpelthen for lang tid. Inden dens hjerne får en chance for at vende tilbage til normal tilstand, har den unge hveps allerede fået nok og dræbt sin vært.
Kakerlakkens motoriske evner er stadig intakte, men insektet synes simpelthen ikke at være tilbøjeligt til at bruge dem. Giften bedøver altså ikke dyrets sanser – den ændrer, hvordan dets hjerne reagerer på dem. Forskere har endda vist, at de stimuli, der normalt fremkalder undvigelseshandlinger, f.eks. ved at røre ved kakerlakkens vinger eller ben, stadig sender signaler til dyrets hjerne; de fremkalder bare ikke en adfærdsmæssig reaktion. Det skyldes, at giften dæmper visse neuroner, så de er mindre aktive og reagerer mindre, hvilket fører til kakerlakkens pludselige mangel på frygt og villighed til at blive begravet og ædt levende. Denne giftaktivitet kræver toksiner, der er rettet mod GABA-gated chloridkanaler.
GABA, eller γ-aminosmørsyre, er en af de vigtigste neurotransmittere i insekt- og menneskehjerner. Hvis neuronaktivitet er en fest, så er GABA et vådt tæppe; det dæmper en neurons evne til at blive udløst gennem aktivering af kloridkanaler. Når kloridkanaler åbnes, tillader de negative kloridioner at strømme. Fordi disse ioner kan lide at hænge ud med positive ioner, kan kloridioner, hvis disse kanaler er åbne, når en natriumkanal tilfældigvis åbner, krydse membranen i næsten samme tempo som natriumioner, hvilket gør det sværere for natriumionerne at starte den domino-kaskade, som er neuronsignalering. Selv om et neuron modtager “go”-kommandoen, bliver aktionspotentialet stoppet i sit spor. GABA er dog ikke en fuldstændig hæmmer – kloridkanalerne kan ikke helt følge med natriumkanalerne, så en stærk stimulus kan overvinde den dæmpende virkning. Det er dette dæmpende system, som hvepsen benytter sig af for at få kakerlakken til at gøre, hvad den befaler. Hendes gift er fyldt med GABA og to andre forbindelser, der også aktiverer de samme kloridreceptorer, β-alanin og taurin. Disse virker også for at forhindre genoptagelsen af GABA i neuroner, hvilket forlænger virkningen.
Selv om disse giftforbindelser kan afbryde den hjerneaktivitet, der ville få hendes bytte til at flygte, er det, de ikke kan gøre, at de af sig selv kan finde vej til de rigtige dele af kakerlakkens hjerne. Derfor er hvepsen nødt til at sprøjte dem direkte ind i kakerlakkens ganglier. Heldigvis for hende virker den samme gift, som zombifiserer kakerlakkers hjerner, som magisk til at frembringe den forbigående lammelse, der er nødvendig for at kunne foretage injektionen i kraniet. GABA, β-alanin og taurin lukker også motoriske neuroner midlertidigt ned, så hvepsen har kun brug for én gift til at udføre to meget forskellige opgaver.
Med sit rolige og stille bytte kan hvepsen genopbygge sin energi ved at knække kakerlakkens antenner og drikke noget sødt, næringsrigt insektblod. Derefter fører hun sit offer til dets endelige hvilested ved at bruge resterne af antennen, som en rytter bruger tøjlerne på et tøjlebræt. Når hun er inde i sin hule, sætter hun et æg fast på kakerlakkens ben og lukker derefter sit afkom og kakerlakken inde.
Friske måltider
Som om tankemanipulationen ikke var slem nok, har hvepsens gift et sidste trick. Mens kakerlakken venter på sin uundgåelige undergang, bremser giften kakerlakkens stofskifte for at sikre, at den lever længe nok til at blive fortæret stadig frisk. En måde at måle stofskiftet på er ved at se, hvor meget ilt der bliver brugt over tid, da alle dyr (inklusive os) bruger ilt i processen med at skabe energi fra mad eller fedtdepoter. Forskere har fundet ud af, at iltforbruget hos kakerlakker, der er blevet stukket, er meget lavere end hos deres raske kakerlakvenner. De troede, at dette kunne skyldes, at de klagende ofre bevæger sig mindre, men selv når man fremkalder lammelse ved hjælp af medicin eller ved at skære neuroner over, lever de stukket kakerlakker længere. Nøglen til den forlængede overlevelse synes at være hydrering. Hvordan giften præcist virker til at holde en kakerlak hydreret vides ikke, men den sikrer, at når hvepselarven klækker ud af sit æg, er dens måltid klar til at blive spist. Og kort tid efter kommer en ny hveps ud af hulen og efterlader kadaveret af kakerlak bag sig.
Jubelhvepsegift er kun et eksempel på neurotoksisk gift, der er taget til det yderste. Der findes mere end 130 arter i den samme hvepseslægt, herunder den nyligt beskrevne Ampulex dementor (opkaldt efter de sjælesugende vagter i det magiske fængsel Azkaban i Harry Potter-serien). Ampulex tilhører en meget stor og forskelligartet gruppe af hvepse, der i hvert fald tæller flere hundrede tusinde arter, som er kendt for alvorlig mental manipulation. De har alle en makaber livscyklus: som voksne lever de som andre hvepse og bier, men som larver må de ernære sig af andre dyr. De er ikke helt uafhængige, ikke helt parasitter – de er parasit-agtige, eller som forskerne kalder dem, parasitoider.
Kakkelakker er ikke deres eneste mål; der findes også parasitoide hvepse, der lægger deres æg i edderkopper, larver og myrer. Den tempererede hveps Agriotypus fra den nordlige halvkugle dykker under vandet for at fastgøre sine æg til larver af kattefluer og kan forblive under vandet i op til 15 minutter for at udføre sin opgave. De modige Lasiochalcidia- hvepse i Europa og Afrika kaster sig ind i en myreløves mareridtsagtige kæber, skiller dem fra hinanden og lægger deres æg i dens strube. Der findes endda hvepse kaldet hyperparasitoider, der parasiterer andre hvepse ligesom dem selv, f.eks. Lysibia-arter i Europa og Asien, som snuser til larver, der er parasiteret af andre parasitoide hvepse i slægten Cotesia, og lægger æg i de nyligt forpuppede hvepselarver. I nogle tilfælde parasiterer flere hvepsearter hinanden, hvilket fører til en russisk dukke af parasitære interaktioner.
Og for at sikre deres sikre passage fra larve til voksenliv får disse hvepse ofte mere end blot et måltid fra deres værter. En af dem forvandler sine larveværter til udøde livvagter, der forsvarer de unge hvepseunger, der lige har ædt sig igennem dens krop. En anden arts larve tvinger sin edderkoppevært til at spinde et deformt, men holdbart net for at beskytte sin kokon, lige før den dræber spindedyret.
Mens hvepsene i denne usædvanlige familie måske har perfektioneret kunsten at kontrollere sindet, findes der andre giftige arter, hvis giftstoffer ændrer mentale tilstande. Der findes endda arter, hvis neurotoksiske forbindelser trænger igennem vores egen blod-hjerne-barriere, en bedrift, som ingen hvepsegift endnu kan præstere. Men i modsætning til kakerlakker har vi homo sapiens en mærkelig forkærlighed for stoffer, der forstyrrer vores hjerner. Selv om kakerlakker flygter fra dem, der ville vride deres hjerner, er nogle mennesker villige til at betale op til 500 dollars for en dosis gift for at få en lignende oplevelse.