人間に感染する寄生虫がアリやシロアリのような無菌の兵士を生み出すことを生物学者が発見

カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋研究所の科学者らによる新たな研究で、人間の健康上の問題を引き起こすことで知られる小さな淡水寄生虫が、繁殖できない兵士の一種でコロニーを守っていることが判明した。

この発見は、米国科学アカデミーの議事録これを保管します寄生性扁形動物は、アリ、ミツバチ、シロアリなどの複雑な動物社会の仲間入りを果たします。これらの動物社会には、自分たちの奉仕のために生殖を放棄した労働者や兵士という異なる階級もあります。.

この種の扁形動物である Haplorchis pumilio は、通常、生の魚や調理が不十分な魚の摂取を介して人間に感染すると、胃腸障害を引き起こし、重篤な場合には脳卒中や心臓発作を引き起こす可能性があります。食品医薬品局のガイドラインによれば、魚を完全に調理するか、生食用のものを少なくとも1週間冷凍すれば、吸虫を死滅させるのに十分である。

Haplorchis pumilio に関する具体的な統計はありませんが、食中毒による吸虫感染は原因となります。毎年、世界中で200万年の生涯が障害と死亡によって失われている.

ミツバチやシロアリとは異なり、この種の扁形動物のコロニーは地下や木の洞ではなく、生きたカタツムリの体内にあります。寄生虫はカタツムリを殺すのではなく、その代わりに、複雑な生活環における扁形動物の次の宿主である魚を探して自由に泳ぐクローンを送り出し、何年もの間栄養を吸い上げます。

「ミツバチやシロアリと比較して、これらの扁形動物は研究室ではるかに多くのコロニーを形成することができます」とスクリップスの生態学者であり、この研究の主著者であるライアン・ヘヒンガー氏は述べた。 「これらの扁形動物は、『この種の社会組織はどのように進化するのか?』など、社会生物学の基本的な疑問を調査するための非常に貴重なツールになる可能性があります。」

吸虫と呼ばれるこのクラスの寄生扁形動物の他の種にも兵士がいますが、これらの種の兵士にはまだ不活性な生殖組織が含まれている可能性があり、ある時点で生殖可能になる可能性があることを示唆しています。

この研究は、吸虫類の兵士がその任務に身体的に特化しすぎているため、生殖組織が欠如しており、恒久的に生殖能力がないと思われることを示す最初の証拠であるとヘヒンガー氏は述べた。

Haplorchis pumilio は、淡水巻貝 Melanoides tuberculata の内部に巣のようなコロニーを形成し、その生活環中に他の 2 つの連続する宿主 (通常は魚類、最後に温血脊椎動物) に感染します。吸虫とカタツムリはどちらもアフリカとアジア南部が原産ですが、カリフォルニア、テキサス、フロリダを含むアメリカ大陸には共侵入しています。

この吸虫の生活環の段階で、カタツムリの体内でコロニーを形成する段階で、研究者はカースト。兵士たちは、敵に穴を開けて内部を吸い出す強力な吸引力を生み出す大きな口を使って、他の寄生虫などの侵入者からコロニーを守ります。

「これらの虫たちは自分たちの家を守りたがっているのです」と、論文の筆頭著者であり、ネブラスカ大学リンカーン校の博士研究員であり、博士課程在学中にこの研究を行ったダン・メッツ氏は語る。スクリップスで。

「カタツムリに感染する別の寄生虫は、誰かがあなたの家にやって来て家族を脅かすようなものです。あなたは家族を守るためにできる限りのことをしますが、この寄生虫も同様です。」

メッツは、ある意味偶然にもこれらのワームに遭遇しました。カリフォルニア州サンディエゴのマレー湖の周りを散歩していたとき、彼は水辺で見慣れないカタツムリを見つけ、研究室に持ち帰りました。そのカタツムリはMelanoides tuberculataであり、吸虫Haplorchis pumilioにも感染していたことが判明した。

メッツとヘッヒンガーは、寄生虫のコロニーを詳しく観察したところ、コロニーの多くの個体の長さが他の個体の約半分で、比率が異なることに気づきました。これらの小さな虫は兵隊であることが判明し、体長は 0.02 インチ未満であったにもかかわらず、はるかに大型で生殖能力のある虫よりも 5 倍大きな口を持っていました。

「これらの兵士たちは実際にはただ動く顎にすぎません」とメッツ氏は語った。 「彼らの役割はすべて、物を噛むことです。」

実験と綿密な調査を通じて、メッツとヘヒンガーは、これらの兵士が植民地内の生殖能力のある親類とはまったく異なることを示唆する複数の証拠を発見しました。

まず、すべての兵士には生殖器官がありませんでしたが、最も未熟な生殖虫（まだ親の体内にいる胎児を含む）でさえ、検出可能な生殖構造を持っていました。

第二に、研究者らは、兵士と生殖虫の間の物理的なギャップを埋めると思われる体のプロポーションを持つ虫には遭遇しませんでした。あらゆる体格の兵士の口は体全体のサイズに比べて比較的巨大でしたが、兵士の口を中心とした比率に近づく生殖虫は存在しませんでした。そして第三に、研究者らは実験試験を通じて、兵士が他の寄生虫を一貫して攻撃する一方、生殖虫はほとんど攻撃的な行動を示さないことを示した。

この研究はまた、少なくとも南カリフォルニアの侵入範囲において、献身的な兵士の存在がこの吸虫種の生態学的優位性を促進するようであることを示した。

の間で他の種の吸虫南カリフォルニアにも侵入し、同じカタツムリに感染するカタツムリを調査したところ、兵士を生み出す種が、異なる種の間で発生した全死亡の約94％を引き起こしたと研究者らは計算した。

吸虫の衝突におけるこの優れた火力により、他の吸虫種の存在量はそうでない場合よりもはるかに減少しました。

「兵士たちは人間には感染しません。感染するのはカタツムリだけです」とメッツ氏は言う。 「この線虫の生活環の異なる段階で、人を含む温血脊椎動物に感染しますが、兵隊がいるとこの寄生虫はカタツムリへの感染がより成功し、人に感染する機会が増えることになります。」

この寄生虫は世界中に蔓延しており、その生物学を理解することは、複雑な社会組織の進化的ルーツを理解するだけでなく、公衆衛生にとっても重要である可能性があります。永続的な兵士カーストを持つ吸虫類はさらに多くの種が存在する可能性があります。

「私たちはまだ探し始めたばかりです」とヘヒンガー氏は語った。

「地球上には最大20万種の吸虫がいると考えられていますが、社会組織という観点からはそのうちの数種しか調べられていません。吸虫がどのようにして分業しながら複雑な社会を形成しているかについては、さらに多くの解明が待たれています。」

詳細情報:Daniel C. G. Metz et al、侵襲的で人体に感染する扁形動物の物理的兵士カーストは、形態学的に極端であり、絶対的に不妊である。米国科学アカデミーの議事録(2024).DOI: 10.1073/pnas.2400953121