Il terreno è disseminato di cadaveri, colpiti a morte da un parassita letale. Man mano che i corpi si affievoliscono con la crescita del parassita, iniziano a puzzare e illuminare un blu elettrico brillante. Alla fine si aprirono per rivelare la prossima generazione di assassini, che strisciano dai resti per trovare la loro prossima vittima. No, questo non è il prossimo film pandemico: è una scena di tutti i giorni alimentata da una partnership tra batteri e vermi. Ora, gli scienziati stanno cercando di capire meglio questo duo dinamico e trasformarli in un prodotto commerciale a beneficio degli agricoltori.
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Il verme nematode beige, lungo mezzo millimetro, non sembra quasi una minaccia parassitaria. Questi minuscoli cingolati trascorrono la maggior parte del tempo nuotando nel terreno, occasionalmente in piedi sulla coda e colpendo le testine attraverso la superficie. Ma davvero, stanno solo aspettando il loro tempo. Non appena sentono che un insetto ignaro sta per sfuggire, si agguano in un'imboscata. Un nematode può lanciarsi come una palla di cannone fuori dal terreno, proiettandosi fino a 10 centimetri per infettare la sua sfortunata preda.
Dopo essere atterrato su una vittima, il nematode si insinua nelle viscere dell'insetto attraverso qualsiasi orifizio che riesce a trovare, o si fa strada usando un dente speciale. Questo parassita è così piccolo che la sua vittima non sente nulla. Ma il verme porta un'arma mortale nella pancia, in attesa di essere rigurgitato: il batterio Photorhabdus luminescens . Le tossine prodotte da questo batterio sono così potenti che 10 cellule possono uccidere un insetto in appena 24 ore. I batteri rilasciano anche sostanze chimiche che impediscono la decomposizione del cadavere, in modo che i nematodi abbiano sempre un pasto fresco su cui fare uno spuntino. Pensalo come l'ultimo bed and breakfast.
I nematodi si riempiono per circa due settimane o fino a quando non hanno raggiunto la capacità di scoppio dell'ospite. Quindi esplodono attraverso il cadavere nel terreno, in una versione live action della scena di L' incubo prima di Natale di Tim Burton, quando Oogie Boogie si dipana sulle cuciture per rivelare una colonia contorta di insetti. Uscendo dall'ospite esaurito, ogni nematode ricarica il loro micidiale arsenale batterico divorando alcune cellule di Photorhabdus . Quindi sono di nuovo in cerca di prede per trovare la loro prossima vittima.
Ciò che i nematodi e i loro aiutanti batterici non vogliono è che un predatore rapisca a casa il loro amato cadavere prima che abbiano avuto la possibilità di completare il loro ciclo di vita. E fuori nel tuo giardino, è un mondo cane-mangia-cane: insetti più grandi, insetti più piccoli con grandi appetiti come le formiche, o persino uccelli in cerca di un pasto sono tutti desiderosi di trascinare un cadavere di insetto indifeso per sostentamento. È qui che entrano in gioco quei sidekick batterici.
Photorhabdus non si ferma a uccidere l'ospite insetto in modo che il nematode possa mangiare e rendere i bambini senza ostacoli. Trasformano anche il cadavere in uno spettacolo spaventoso che potrebbe funzionare come strategia di difesa. Innanzitutto, i batteri secernono sostanze chimiche che rendono rosso il corpo dell'insetto in mattoni, un avvertimento comune sugli insetti che dice "Non mangiarmi! Sono disgustoso! "
Per i predatori che non sono così visivamente esigenti, i batteri emettono anche una puzza terribile. Quanto terribile? "Hanno un cattivo odore", afferma Rebecca Jones, docente di genetica delle popolazioni all'Università di Liverpool che studia questo duo nematode-batterio. "Non ha odore di qualcosa in decomposizione o in decomposizione". Invece, dice, hanno l'odore di pirazina, un composto organico che gli entomologi sanno che suona un campanello d'allarme. A coloro che non sono esperti di bug, Jones dice: "È un po 'come le mandorle".
Come se non bastasse, come ultimo tocco, i batteri si bioluminano dall'interno, facendo illuminare la loro preda come una lanterna di carta blu incandescente.
Questo cadavere di falena di cera contiene migliaia di nematodi, che esplodono con i loro partner batterici per cercare le loro prossime vittime. (Peggy Greb, USDA Agricultural Research Service) Ma non è tutto un po 'eccessivo? Jones pensa che sia tutto parte di uno sforzo concertato essere il più bizzarro e poco appetibile possibile, permettendo ai nematodi di rimanere al sicuro e di essere occupati all'interno. "La nostra ipotesi è che hanno una serie di difese al fine di proteggere la colonia parassitaria dalla predazione di tutta una serie di diversi predatori", afferma Jones, che è il primo autore di un recente studio pubblicato sulla rivista Animal Behaviour che cerca di prendere in giro a parte queste strategie di difesa.
"Combinando due, tre o addirittura quattro segnali insieme, forse ciò crea una migliore protezione per la comunità parassitaria", afferma.
Per districare il puzzle, ha richiesto l'aiuto di alcuni predatori aviari: grandi tette selvagge, che provengono da una regione della Finlandia dove il nematode di eteroradbdite non si trova in genere. Questo era importante, perché gli uccelli non avevano idee preconcette su come questi insetti avrebbero dovuto apparire o odorare, rendendoli i soggetti ideali per il test.
Per i suoi esperimenti, Jones ha presentato separatamente 30 grandi tette con una selezione di otto lombrichi larvali che aveva infettato da nematodi. L'esperimento mirava a determinare se il colore, il profumo o una combinazione dei due fosse il deterrente più forte. Nelle prove solo per i profumi usava in un piatto normali bachi da cera bianchi non infetti, con vermi puzzolenti e infetti nascosti sotto. Per testare solo il colore, ha messo i vermi rossi e infetti in un contenitore trasparente e impermeabile agli odori e ha contato quante volte gli uccelli hanno cercato di beccarli.
"La cosa più sorprendente che abbiamo visto è che non è stata la combinazione di strategie a funzionare meglio", afferma Jones. Mentre una tonalità di avvertimento rossa e un odore terribile funzionavano entrambi in modo indipendente, usarli insieme non era così efficace quando si trattava di evitare la morte con grandi tette. A quanto pare, gli uccelli erano più contrari a mangiare semplici vecchi insetti puzzolenti. "Avere il profumo da solo tendeva ad oscurare anche le prove di colore e profumo che abbiamo fatto", afferma Jones.
Gli scienziati hanno ipotizzato che lo spettacolo odorifico messo sui batteri fosse "come un segno di non vacanza in un motel, dicendo" non mangiarmi, sono orribile "", afferma Richard Ffrench-Constant, professore di storia molecolare naturale a l'Università di Exeter che non era coinvolta nello studio.
Questi risultati mostrano un potente esempio di simbiosi in azione. I batteri non possono sopravvivere da soli in natura; hanno bisogno del nematode per trasportarli da un insetto all'altro. Al contrario, il nematode ha bisogno che i batteri uccidano l'ospite e ne impediscano il consumo. Ffrench-Constant considera questo ancora un altro affascinante esempio dal fiorente campo della scienza dei microbiomi. "Siamo sulla punta di un grande iceberg" quando si tratta di questa particolare associazione batterica, dice. "C'è così tanto di questi bug che non capiamo."
Mentre i nematodi possono attaccare dal suolo, in realtà eseguono la maggior parte delle loro uccisioni sotto la superficie, muovendosi in branchi sotto la superficie e seguendo le loro prede mediante segnali chimici. Per questo motivo, afferma Ffrench-Constant, le strategie di difesa dei batteri sarebbero state meglio dimostrate usando le formiche invece degli uccelli. "Non riesco a convincermi che nel tuo giardino, quando queste cose uccideranno i tuoi bachi da cera, saranno le tette che scenderanno per essere i principali predatori", dice.
Altri misteri abbondano. Ad esempio, i composti chimici escreti da questi batteri sono migliaia e i ricercatori non hanno ancora idea di cosa vengano utilizzati. "Beh, crikey", dice Ffrench-Constant, "Se questa sostanza chimica respinge le formiche o respinge gli uccelli, allora cosa fanno le altre 999?"
Sebbene ci sia ancora molto da capire, gli agricoltori hanno già approfittato di questa coppia potente e minimale. Gli agricoltori possono acquistare vasche di nematodi da spruzzare nei loro campi come alternativa chimica ai pesticidi, grazie a ricercatori che stanno cercando modi efficaci per produrre in serie questi bug in laboratorio. I nematodi sono stati persino usati per salvare le arance della Florida dalla morte delle mandibole affamate del tonchio della radice di agrumi.
Gli agricoltori e i giardinieri domestici stanno finalmente iniziando a raggiungere ciò che le piante sembrano aver sempre saputo. Sebbene Jones non abbia portato i suoi nematodi a casa dal laboratorio per nessuna sperimentazione extracurricolare - il suo appartamento a Liverpool non ha un giardino - sta ancora predicando il vangelo dei nematodi parassiti. Dice: “L'ho detto a mio nonno ed è stato fuori a comprarne un po 'e dirlo a tutti i suoi amici. Sono una piccola comunità di giardinaggio di nematodi. "
