Czy wiesz, że wirusy mogą zmieniać zachowanie zwierząt? Tak to jest! W całej ewolucji wirusy nabyły różne mechanizmy adaptacyjne, aby zapewnić ich transmisję na gospodarza. Jednym z nich jest zmiana zachowania organizmów żywych.
Wiele stawonogów działa jako wektory przenoszące: kleszcze, pchły, komary… Transmisja następuje, gdy wektor żywi się krwią (np. hematofagami) lub innymi substancjami, takimi jak sok (w przypadku roślin), zainfekowanymi przez niektóre patogeny, które mogą być bakterie, pasożyty lub wirusy. Później gryzą zwierzęta lub ludzi, którzy pełnią rolę żywiciela ostatecznego.
Oprócz wpływania na ich wektory, liczne wirusy powodują infekcje własnego ośrodkowego układu nerwowego (OUN) zwierząt, powodując zaburzenia w zachowaniu żywiciela.
Poniżej omówimy kilka przykładów strategii stosowanych przez wirusy w celu promowania ich późniejszej transmisji.
Wirusy modyfikujące zachowanie wektorów stawonogów
1. Wirus więdnięcia plamistości pomidora. Ten wirus należący do rodziny Bunyaviridae, który wpływa na uprawy, zmienia zachowanie żywieniowe swojego wektora, wciornastków (owad z rzędu Thysanoptera).
Po pierwsze, zakażone samce żerują częściej niż niezakażone. Z drugiej strony aż trzykrotnie stymuluje wydzielanie śliny. Wszystko to prowadzi do zwiększenia szans na zarażenie pomidorów wirusem.
Inne wirusy z tej rodziny wirusów, La Crosse (powodujący zapalenie mózgu La Crosse) i wirus gorączki doliny Rift, powodują wzrost częstości ugryzień przez wektory.
2. Wirus dengi. Aedes aegypti To komar będący wektorem flawiwirusa powoduje choroby, takie jak żółta febra, gorączka denga i gorączka Zika, zarówno u zwierząt, jak iu ludzi.
Samice wykorzystują swoje zdolności węchowe, aby znaleźć najlepsze miejsce do złożenia jaj. Wirus atakuje ośrodkowy układ nerwowy, zmiana jego procesu węchowego i rozszerzenie zakresu przestrzennego dla składania jaj i kolonizacji nowych nisz. W rezultacie wirusowi udaje się rozprzestrzenić na inne obszary.
Widzimy zatem, że ta zdolność do zmiany zachowania wektora jest zachowana w tych wirusach jako mechanizm ewolucji i adaptacji, który poprawia ich transmisję.
Wirusy modyfikujące zachowanie poprzez OUN
Zaburzenia w zachowaniu chorych zwierząt są związane ze zmianami wagi, temperatury, preferencji smakowych, spożycia pokarmu i wody oraz wzorców snu.
Wykazano, że wirusy odgrywają bezpośrednią rolę w tych zaburzeniach behawioralnych. Na przykład:
- U noworodków wirus choroby Borna wywołuje nieprawidłową preferencję smaku soli.
- Wirus nosówki psów powoduje utratę wagi u psów, podczas gdy u zarażonych szczurów 5-10% zwiększyło swoją wagę o 300%.
- Obserwowano zaburzenia snu spowodowane przez zakażenie wirusem grypy u myszy i wirusem niedoboru odporności u kotów.
Zdolność poznawcza jest związana z układem nerwowym i obejmuje czynności uczenia się, zapamiętywania, motoryki i motywacji.
Infekcja wirusowa może bezpośrednio lub pośrednio wpływać na zdolności poznawcze
Trasy bezpośrednie: Obejmują one uszkodzenia komórek neuronalnych na skutek replikacji samego wirusa lub jego składników powodujących lizę komórek: wirus wścieklizny, wirus opryszczki pospolitej.
Sposoby pośrednie: wirus powoduje uszkodzenie różnych komórek poprzez zmiany neurośrodowiskowe lub w wyniku odpowiedzi immunologicznej gospodarza na infekcję. Sugeruje się, że przyczyną stwardnienia rozsianego, choroby autoimmunologicznej, jest uporczywa infekcja wirusowa.
Szlaki pośrednie mogą być związane z rozwojem lub pogorszeniem zaburzeń neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona.
Wirusy związane z zaburzeniami neurologicznymi
Grypa A. Myszy zakażone tym wirusem (wirusem grypy) wykazują zmiany w zachowaniu związane z lękiem i funkcjami poznawczymi. Wynika to ze zmian w ekspresji genów regulujących funkcje synaptyczne w ciele migdałowatym, podwzgórzu i móżdżku.
Wirus wścieklizny. Jak już wiesz, wirus ten powoduje drastyczne zmiany w zachowaniu zainfekowanych gospodarzy. Badanie opublikowane w Raporty naukowe odkryli, że region w glikoproteinie tego wirusa działa poprzez hamowanie receptorów neuroprzekaźników obecnych w OUN.
Wirusy wpływające na inne narządy
Wirus Seulu (hantawirus). Rezerwuarem tego wirusa są gryzonie różnych gatunków (u których nie powoduje choroby). Poprzez ślinę i kał mogą go przenosić na ludzi i powodować zespół płucny hantawirusa. W Norwegii przeprowadzono badanie na gryzoniach, w którym zakażone samce wykazywały znacznie bardziej agresywne zachowanie niż niezainfekowane.
Obecność tego wirusa w płucach, nerkach i jądrach może być przyczyną tej zmiany behawioralnej. Ponadto agresywność powoduje, że powodują więcej ugryzień, co może sprzyjać rozprzestrzenianiu się wirusa przez rany.
Wirusy mogą zmieniać zachowanie
Jak widzieliśmy, infekcja wirusowa OUN może powodować nieprawidłowości neurologiczne, a także zmieniać zachowanie. W związku z tym, można powiedzieć, że wirusy - w pewnym sensie - mogą zmienić zachowanie.
Lepsze zrozumienie skutków przewlekłej lub uporczywej infekcji wirusowej w OUN pomoże nam lepiej zrozumieć, jak działają mechanizmy molekularne związane z zaburzeniami zachowania, nawet u zwierząt.