Painettu Farrar, Straus and Girouxin luvalla. Mukailtu teoksesta How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry, kirjoittanut Christie Wilcox. Copyright © 2016 by Christie Wilcox.
En tiedä, näkevätkö torakat unta, mutta kuvittelen, että jos näkevät, jalokiviampiaiset ovat näkyvästi esillä niiden painajaisissa. Nämä pienet, yksinäiset trooppiset ampiaiset eivät juurikaan kiinnosta meitä ihmisiä; loppujen lopuksi ne eivät manipuloi mieltämme, jotta ne voisivat tarjoilla meitä halukkaina, elävinä aterioina vastasyntyneille, kuten ne tekevät pahaa-aavistamattomille torakoille. Se on kirjaimellisesti kauhuelokuvien ainesta: jalokiviampiainen ja vastaavat lajit innoittivat Alien-sarjan rintakehää räjäyttäviä kauhukuvia. Tarina on yksinkertainen, joskin irvokas: naaras ampiainen hallitsee jälkeläisilleen syöttämiensä torakoiden mieliä ja vie niiltä pelon tunteen tai halun paeta kohtaloaan. Mutta toisin kuin valkokankaalla, se ei ole mikään parantumaton virus, joka muuttaa kerran terveen torakan aivottomaksi zombiksi, vaan myrkky. Eikä mikä tahansa myrkky, vaan erityinen myrkky, joka toimii kuin huume, joka kohdistuu torakan aivoihin.
Aivot ovat pohjimmiltaan vain neuroneja, olipa kyse ihmisaivoista tai hyönteisten aivoista. On mahdollisesti miljoonia myrkky-yhdisteitä, jotka voivat kytkeä neuronit päälle tai pois päältä. Ei siis liene yllätys, että jotkin myrkyt kohdistuvat huolellisesti suojattuun keskushermostoon, myös aivoihin. Jotkin hyppäävät fysiologisten esteiden yli kaukaisista injektiokohdista ympäri kehoa ja veri-aivoesteen ohi päästäkseen uhriensa mieleen. Toiset taas ruiskutetaan suoraan aivoihin, kuten jalokiviampiaisen ja sen zombimaisen torakka-isännän tapauksessa.
Zombin tekeminen
Jalokiviampiaiset ovat kaunis, joskin pelottava esimerkki siitä, miten hermomyrkylliset myrkyt voivat tehdä paljon muutakin kuin lamauttaa. Ampiainen, joka on usein vain murto-osan uhrinsa koosta, aloittaa hyökkäyksensä ylhäältä, syöksyy alas ja tarttuu suullaan torakkaan samalla, kun se suuntaa ”pistimensä” – muunnellun munasolun munivaksi ruumiinosaksi kutsutun ovipositorin – vartalon keskiosaan, rintakehään, ensimmäisen jalkaparin väliin. Nopea isku kestää vain muutaman sekunnin, ja myrkkyseokset vaikuttavat nopeasti halvaannuttaen torakan väliaikaisesti, jotta ampiainen voi kohdistaa seuraavan pistoksensa tarkemmin. Pitkällä pistimellään se kohdistaa mieltä muuttavan myrkynsä kahteen ganglioiden alueeseen, joka on hyönteisten vastine aivoille.
Ampiaisen pistin on niin hyvin viritetty uhriinsa, että se pystyy aistimaan, missä kohtaa se on torakan kupolin sisällä ruiskuttaakseen myrkkyä suoraan sen aivojen osa-alueisiin. Pistiäinen kykenee tunnustelemaan torakan pään sisällä mekaanisten ja kemiallisten vihjeiden perusteella löytääkseen tiensä ganglionitupen (hyönteisen versio veriaivoesteestä) ohi ja ruiskuttaakseen myrkkyä juuri sinne, minne sen on mentävä. Ne kaksi torakan aivojen aluetta, joihin se kohdistuu, ovat sille hyvin tärkeitä; tiedemiehet ovat keinotekoisesti leikanneet niitä torakoista nähdäkseen, miten ampiainen reagoi, ja kun ne poistetaan, ampiainen pyrkii löytämään ne, ja se kuluttaa kauan aikaa pistimensä upotettuna etsiessään puuttuvia aivoalueita.
Sitten mielenhallinta alkaa. Ensin uhri hoivaa itseään; heti kun torakan etujalat toipuvat pistoksen kehoon aiheuttamasta ohimenevästä halvaantumisesta, se aloittaa vaativan hoivarutiinin, joka kestää noin puoli tuntia. Tutkijat ovat osoittaneet, että tämä käyttäytyminen on myrkylle ominaista, sillä pään lävistäminen, torakan yleinen stressaaminen tai kosketus ampiaisen kanssa ilman pistoa ei herättänyt samanlaista hygieniapyrkimystä. Tämän äkillisen puhtauden tarpeen voi aiheuttaa myös dopamiinitulva torakan aivoissa, joten uskomme, että myrkyn sisältämä dopamiinin kaltainen yhdiste voi olla syynä tähän bakteerifobiseen käyttäytymiseen. On kiistanalaista, onko itse hoivaaminen myrkyn hyödyllinen ominaisuus vai sivuvaikutus. Jotkut uskovat, että käytös takaa haavoittuvalle ampiaisvauvalle puhtaan, sienistä ja mikrobeista vapaan aterian; toiset taas uskovat, että se saattaa vain häiritä torakkaa joksikin aikaa, kun ampiainen valmistelee torakan hautaa.
Dopamiini on yksi niistä kiehtovista kemikaaleista, joita tavataan eläimistön laajalla kirjolla, hyönteisistä aina ihmisiin asti, ja sen vaikutukset ovat elintärkeitä kaikissa näissä lajeissa. Päässämme se on osa henkistä ”palkitsemisjärjestelmää”: mieluisat asiat laukaisevat dopamiinitulvia. Koska dopamiini saa meidät tuntemaan olomme hyväksi, se voi olla ihanaa, mutta se liittyy myös riippuvuutta aiheuttavaan käyttäytymiseen ja laittomien aineiden, kuten kokaiinin, aiheuttamiin ”huumeisiin”. Meidän on mahdotonta tietää, tunteeko myös torakka hyönteiseuforiaa, kun sen aivot tulvivat dopamiinia – mutta uskon mieluummin, että se tuntee. (Tuntuu vain liian kammottavalta, ettei eläin saa mitään iloa kohtaamastaan kauheasta lopusta.)
Niin kuin torakka siivoaa, ampiainen jättää uhrinsa etsimään sopivaa paikkaa. Se tarvitsee pimeän kolon, johon se voi jättää lapsensa ja zombitorakan uhrin, ja oikean paikan löytäminen ja valmistelu vie hieman aikaa. Kun hän palaa noin 30 minuuttia myöhemmin, myrkky on vaikuttanut täydellisesti – torakka on menettänyt kaiken halunsa paeta. Periaatteessa tämä tila on tilapäinen: jos myrkytetyn torakan erottaa mahdollisesta murhaajastaan ennen kuin toukka ehtii kuoriutua, syödä ja nukahtaa, zombiutuminen häviää viikossa. Valitettavasti myrkytetylle torakalle se on yksinkertaisesti liian pitkä aika. Ennen kuin sen aivot ehtivät palautua normaaliksi, nuori ampiainen on jo saanut tarpeekseen ja tappanut isäntänsä.
Torakan motoriset kyvyt säilyvät ehjinä, mutta hyönteinen ei yksinkertaisesti näytä haluavan käyttää niitä. Myrkky ei siis turruta eläimen aisteja – se muuttaa sitä, miten sen aivot reagoivat niihin. Tutkijat ovat jopa osoittaneet, että ärsykkeet, jotka normaalisti saavat aikaan väistöliikkeitä, kuten torakan siipien tai jalkojen koskettaminen, lähettävät edelleen signaaleja eläimen aivoihin; ne eivät vain herätä käyttäytymisreaktiota. Tämä johtuu siitä, että myrkky mykistää tietyt neuronit niin, että ne ovat vähemmän aktiivisia ja reagoivat vähemmän, mikä johtaa siihen, että torakka ei yhtäkkiä pelkää ja on halukas hautautumaan ja syömään itsensä elävältä. Tämä myrkkyaktiivisuus edellyttää myrkkyjä, jotka kohdistuvat GABA-portoitaviin kloridikanaviin.
GABA eli γ-aminovoihappo on yksi tärkeimmistä hermovälittäjäaineista hyönteisten ja ihmisten aivoissa. Jos hermosolujen toiminta on juhlaa, GABA on märkä peitto; se vaimentaa hermosolun kykyä laukaista kloridikanavien aktivoitumisen kautta. Kun kloridikanavat avautuvat, ne päästävät negatiiviset kloridi-ionit virtaamaan. Koska nämä ionit viihtyvät mielellään yhdessä positiivisten ionien kanssa, jos nämä kanavat ovat auki, kun natriumkanava sattuu avautumaan, kloridi-ionit voivat kulkea kalvon läpi lähes samaan tahtiin kuin natriumionit, jolloin natriumionien on vaikeampi käynnistää hermosolujen signaalin välittämiseen liittyvä dominokaskadi. Vaikka neuroni saa ”go”-käskyn, toimintapotentiaali pysähtyy paikoilleen. GABA ei kuitenkaan ole täydellinen estäjä – kloridikanavat eivät pysy täysin natriumkanavien perässä, joten voimakas ärsyke voi voittaa vaimentavan vaikutuksen. Ampiainen käyttää tätä vaimennusjärjestelmää saadakseen torakan noudattamaan käskyjään. Sen myrkky on täynnä GABA:ta ja kahta muuta yhdistettä, jotka myös aktivoivat samoja kloridireseptoreita, β-alaniinia ja tauriinia. Nämä toimivat myös estääkseen GABA:n takaisinoton neuroneihin, mikä pidentää vaikutusta.
Vaikka nämä myrkkyyhdisteet voivat katkaista aivotoiminnan, joka saisi sen saaliin pakenemaan, ne eivät kuitenkaan pääse itsestään torakan aivojen oikeisiin osiin. Siksi ampiaisen on ruiskutettava ne suoraan torakan ganglioihin. Sen onneksi sama myrkky, joka zombifioi torakan aivot, toimii kuin taikaiskusta saadakseen aikaan ohimenevän halvauksen, jota tarvitaan ruiskutuksen kohdistamiseen kalloon. GABA, β-alaniini ja tauriini sammuttavat tilapäisesti myös motoneuronit, joten ampiainen tarvitsee vain yhden myrkyn suorittamaan kaksi hyvin erilaista tehtävää.
Kun saaliinsa on rauhallinen ja hiljainen, ampiainen voi täydentää energiaansa katkaisemalla torakan antennit ja juomalla makeaa, ravitsevaa hyönteisverta. Sitten se johdattaa uhrinsa viimeiselle leposijalleen käyttäen antennin jäännöksiä kuten ratsastaja käyttää ohjaksia talutushihnassa. Kun se on sisällä kolossaan, se kiinnittää yhden munan torakan jalkaan ja sulkee sitten jälkeläisensä ja torakan sisäänsä.
Tuoreet ateriat
Aivan kuin mielen manipulointi ei olisi ollut tarpeeksi paha asia, ampiaisen myrkyllä on vielä yksi viimeinen temppu. Kun torakka odottaa vääjäämätöntä kuolemaansa, myrkky hidastaa torakan aineenvaihduntaa varmistaakseen, että se elää tarpeeksi kauan, jotta se voidaan syödä vielä tuoreena. Yksi tapa mitata aineenvaihduntaa on se, kuinka paljon happea kuluu ajan mittaan, sillä kaikki eläimet (meidät mukaan lukien) käyttävät happea luodessaan energiaa ravinnosta tai rasvavarastoista. Tutkijat ovat havainneet, että pistoksen saaneiden torakoiden hapenkulutus on paljon pienempi kuin niiden terveiden torakkaystävien. He arvelivat, että tämä saattaa johtua siitä, että omahyväisten uhrien liikkuminen on vähentynyt, mutta jopa silloin, kun halvaus aiheutetaan käyttämällä lääkkeitä tai katkaisemalla hermosoluja, pistetyt torakat elävät pidempään. Avain pitkittyneeseen eloonjäämiseen näyttää olevan nesteytys. Sitä, miten myrkky tarkalleen ottaen pitää torakan nesteytettynä, ei tiedetä, mutta se varmistaa, että kun ampiaisen toukka kuoriutuu munastaan, sen ateria on valmis syötäväksi. Ja riittävän pian sen jälkeen uusi ampiainen nousee ulos kolosta jättäen torakan raadon jälkeensä.
Juutinahkaisen ampiaisen myrkky on vain yksi esimerkki äärimmäisyyksiin viedystä neurotoksisesta myrkystä. Samaan ampiaissukuun kuuluu yli 130 lajia, mukaan lukien äskettäin kuvattu Ampulex dementor (nimetty Harry Potter -sarjan Azkabanin maagisen vankilan sieluja imevien vartijoiden mukaan). Ampulex kuuluu erittäin suureen ja monimuotoiseen ampiaisryhmään, jossa on ainakin satojatuhansia lajeja ja joka tunnetaan vakavasta henkisestä manipuloinnista. Kaikilla lajeilla on makaaberi elinkaari: aikuisina ne ruokailevat kuten muutkin ampiaiset ja mehiläiset, mutta toukkina niiden on syötävä muita eläimiä. Ne eivät ole aivan itsenäisiä, eivät aivan loisia – ne ovat loisia, tai kuten tiedemiehet niitä kutsuvat, parasiitteja.
Torakat eivät ole niiden ainoat kohteet; on olemassa parasiittiampiaisia, jotka munivat hämähäkkeihin, toukkiin ja muurahaisiin. Lauhkean pohjoisen pallonpuoliskon ampiainen Agriotypus sukeltaa veden alle kiinnittääkseen munansa kärpäsen toukkiin ja voi olla veden alla jopa 15 minuuttia suorittaakseen tehtävänsä. Euroopan ja Afrikan urheat Lasiochalcidia-ampiaiset heittäytyvät muurahaisleijonan painajaismaisiin leukoihin, repivät ne erilleen ja asettavat munansa sen kurkkuun. On jopa hyperparasitoidiksi kutsuttuja ampiaisia, jotka loisevat muita kaltaisiaan ampiaisia, kuten Euroopassa ja Aasiassa elävät Lysibia-lajit, jotka haistavat Cotesia-suvun muiden parasiittisten ampiaisten loisimia toukkia ja laskevat munansa juuri nukutettuihin ampiaisten toukkiin. Joissakin tapauksissa useat ampiaislajit loisevat toisiaan, mikä johtaa loisevien vuorovaikutussuhteiden venäläiseen nukkeen.
Ja varmistaakseen turvallisen siirtymisensä toukasta aikuisuuteen nämä ampiaiset saavat usein isänniltään muutakin kuin pelkän aterian. Yksi niistä muuttaa toukka-isäntänsä epäkuolleiksi henkivartijoiksi, jotka puolustavat nukkeutuvia nuoria ampiaisia, jotka juuri söivät sen ruumiin läpi. Toisen lajin toukka pakottaa hämähäkki-isäntänsä kehräämään sille epämuodostuneen, mutta kestävän verkon suojellakseen koteloaan juuri ennen kuin se tappaa hämähäkkieläimen.
Niin kuin tämän epätavallisen suvun ampiaiset ovat saattaneet täydellistää mielenhallinnan taidon, on olemassa muitakin myrkyllisiä lajeja, joiden myrkyt muuttavat mielentiloja. On jopa lajeja, joiden neurotoksiset yhdisteet pääsevät oman veri-aivoesteemme läpi, mihin mikään ampiaismyrkky ei vielä pysty. Mutta toisin kuin torakoilla, meillä Homo sapiensilla on outo mieltymys aineisiin, jotka sekoittavat mielemme. Vaikka torakat juoksevat karkuun niitä, jotka vääntävät heidän aivojaan, jotkut ihmiset ovat valmiita maksamaan jopa 500 dollaria myrkkyannoksesta saadakseen samanlaisen kokemuksen.