Simply Strange: The Story Of A Tiny Parasite

{h1}

Parasieten zoals die verbonden met de verdwijningen van honingbijen werden ooit als oud beschouwd, maar recenter bewijsmateriaal zegt iets anders. Nu lijken ze gewoon raar.

Eerst waren het schimmels, dan protisten - en nu zijn ze weer schimmels. Ooit gedacht primitief te zijn, lijkt het er nu op dat ze achterwaarts zijn geëvolueerd en steeds eenvoudiger in plaats van complexer zijn geworden.

Microsporidia - eencellige parasieten met bugs die betrokken zijn bij het verdwijnen van honingbijen - zijn vreemd. Tot nu toe zijn ongeveer 1.300 soorten formeel beschreven, volgens Patrick Keeling, een professor aan de Universiteit van British Columbia die ze bestudeert. Het is bekend dat ze vissen, vogels, insecten en zelfs ons infecteren, en Keeling verwacht alleen dat hun gelederen zullen groeien.

"Er zijn waarschijnlijk evenveel microsporidia als er dieren zijn," zei Keeling. "We hebben ze nog niet in koralen of sponzen gevonden, maar ik denk niet dat iemand er actief naar kijkt."

Evolutie van een rariteit

De eerste geïdentificeerde microsporidum bleek zijderupsen te infecteren. In 1870 gaf Louis Pasteur, de Franse chemicus die het proces van pasteurisatie uitvond, de schuld op een ziekte die de industrie had gedecimeerd. Aanvankelijk werden ze geclassificeerd als schimmels, toen omgedoopte protisten, een catch-all-groep voor complexe micro-organismen. Als protisten brachten ze het grootste deel van de 20e eeuw door in wat Keeling verwijst naar een 'grijptas', een onnatuurlijke groep met eencellige parasieten die later als dieren en groene algen worden geherkwalificeerd. [10 meest duivelse en walgelijke parasieten]

Leden van microsporidia leken geen mitochondria te hebben - de energieproducerende centra die in complexe cellen worden aangetroffen - en in 1983 moedigden deze wetenschappers aan dat ze eigenlijk erg primitieve organismen waren die zich hadden ontwikkeld voordat mitochondria tussen complexe cellen verschenen, schreef Keeling in 2009 in de dagboek PLoS Pathogenen.

Maar nieuw moleculair bewijs daagde dit uiteindelijk uit, culminerend in de ontdekking van kleine overblijfselen van mitochondria, mitosomen genaamd, in microsporidia, volgens Keeling. In plaats van primitief te zijn, lijkt het erop dat deze organismen eenvoudiger zijn geworden - men zou meer gestroomlijnd kunnen zeggen - dan hun voorouders. Als gevolg van de nieuwe informatie werden de kleine parasieten uiteindelijk ook hersteld als schimmels, complexe organismen die hun eigen voedsel niet kunnen opwekken, in tegenstelling tot planten. De groep bevat gist, schimmels en paddenstoelen.

"We weten dat ze op de een of andere manier verwant zijn met schimmels - er is een beetje een argument over of ze op de juiste manier schimmels zijn of gewoon naaste familieleden van schimmels," zei Keeling. "Schimmels zijn geen eenvoudige organismen, het zijn zeer complexe organismen die nauw verwant zijn aan dieren."

In de afgelopen decennia hebben microsporidia om een ​​andere reden belangstelling gewekt.

"Het was pas echt bekend als een probleem voor mensen tot de aids-crisis, toen vonden ze dat patiënten stierven aan deze diarree die onbehandelbaar was," zei Emily Troemel, een assistent-professor aan de Universiteit van Californië, San Diego.

Microsporidia groeien alleen in de cellen van een gastheerorganisme, waardoor ze veel lastiger te bestuderen zijn dan andere pathogenen, zoals de meeste bacteriën, die in een petrischaal kunnen worden gekweekt en gemanipuleerd. Het lab van Troemel kan dit probleem omzeilen door te kijken naar transparante rondwormen waarvan de ingewanden zijn besmet door een microsporidian genaamd Nematocida parisii, of "nematoden moordenaar uit Parijs", omdat het werd ontdekt in rondwormen gevonden in Parijse compostputten.

Radicale eenvoud

Ongeveer vier microsporidian genomen - hun volledige genetische blauwdrukken - zijn gepubliceerd, en Troemel is betrokken bij het coördineren van een inspanning, die bij het Brede Instituut in Massachusetts wordt gebaseerd, om opeenvolging 11 meer te rangschikken.

Eén ding is duidelijk - microsporidia hebben kleine genomen. De eerste soort waarvan de sequentie is bepaald, infecteert vaak konijnen en bevatte slechts 2000 genen, de helft van het aantal dat de bekende bacterie bevatte, E coli, dat zit in onze ingewanden.

"Het hele genoom was maar één grote verrassing, het is zo klein en zo sterk verdicht en er was een verbazingwekkende vermindering van het aantal genen", zei Keeling.

De genetische code voor een microsporidia die verantwoordelijk is voor menselijke infecties die diarree veroorzaken, Enterocytozoon bieneusi, bevat nog een verrassende vereenvoudiging. Deze parasiet heeft geen genen nodig om suikers in energie om te zetten, een fundamenteel proces dat cellen in staat stelt zichzelf te voeden.

Het is verleidelijk om gestripte microsporidia te vergelijken met virussen, die buiten hun gastheercel niets anders zijn dan inert genetisch materiaal verpakt in een eiwitlaag. (Virussen worden ook algemeen als niet levend beschouwd.) Keeling neemt een halt toe bij deze vergelijking en zegt dat microsporidia misleidend kan zijn, maar met E. bieneusi, de vergelijking wordt iets warmer.

"Van geen enkel ander organisme is bekend dat het enige vorm van energiemetabolisme volledig mist, behalve virussen, als je ze als 'levend' beschouwt," zei hij. Om zichzelf te voeden, importeert deze microsporidian chemische energie, ATP genaamd, uit zijn gastheercel.

Microsporidia hebben een geschikte dramatische techniek voor het infecteren van een cel. Hun sporen, de enige fase om te overleven buiten een gastheercel, hebben een dikke, stijve muur met een binnenste opgerolde buis. Als reactie op signalen die slecht worden begrepen, breekt de spore zijn wand en schiet de buis eruit als een harpoen en steekt hij de toekomstige gastheercel in.De resterende inhoud van de sporen, inclusief het commandocentrum, de kern, worden vervolgens door de buis in de gastheercel gepompt.

De beroemdste slachtoffers

De mysterieuze verdwijningen van honingbijen begonnen in de herfst van 2006 in Florida en verspreidden zich. Imkers vonden hun koloniën plotseling leeg, behalve de koningin en een paar arbeiders, zonder sporen van dode bijen. In de jaren nadat het werd genoemd, heeft de colony collapse disorder (CCD) de insecten die cruciaal zijn voor bestuivende gewassen in Noord-Amerika blijven verwoesten.

Jerry Bromenshenk, een onderzoeksprofessor aan de Universiteit van Montana, en collega's hebben verdwijnende kolonies in Noord-Amerika gekoppeld aan een virus-schimmeltagteam. Het virus is insect iriserend virus, genoemd naar het effect dat het creëert in geïnfecteerde weefsels en de schimmels is Nosema ceranae, een microsporidiaan. In een studie gepubliceerd in oktober 2010 in het tijdschrift PLoS ONE, beschreef het team het vinden van dit combo in bijen uit falende kolonies, en door het testen van zowel pathogenen in bijen, vonden ze dat ze samen dodelijker waren dan wanneer ze bijen afzonderlijk infecteerden.

Tot 2007, N. ceranae infecties waren alleen gemeld bij Aziatische honingbijen, niet bij de westerse honingbijen die werden gebruikt in Noord-Amerika en elders. De microsporidian is nu ontdekt in oude monsters die teruggaan tot de jaren negentig, maar het is mogelijk dat de ziekteverwekker nog langer bestaat, volgens Bromenshenk en collega Colin Henderson van The University of Montana College of Technology.

N. ceranae wordt nu bijna overal gevonden waar honingbijen worden gehouden, zei Bromenshenk. Hij waarschuwde echter dat CCD niet lijkt te staan ​​achter de meeste problemen met honingbijen elders in de wereld.

Honingbijen en andere bestuivers over de hele wereld hebben te maken met een overvloed aan uitdagingen: verandering van leefgebied, stedelijke wildgroei, vervuiling, chemicaliën die worden gebruikt in de landbouw en de komst van vreemde soorten. "Dus er zijn veel nieuwe druk op deze insecten die achter sommige van de problemen kunnen zitten die worden gezien," zei Bromenshenk.

Het is niet de enige microsporidia die honingbijen infecteert. Bijvoorbeeld, Nosema apis infecteert honingbijen en bestaat al een lange tijd, hoewel het niet is verbonden met CCD. Nog een microsporidiaan, Nosema bombi, is gevonden in verhoogde niveaus van afnemende soorten hommels.

Je kunt volgen WordsSideKick.com schrijver Wynne Parry op Twitter @Wynne_Parry.


Video Supplement: Creatures Found Living INSIDE A Human Body!.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com