Клещи - выносливые маленькие животные, которые могут обходиться без еды целый год.
Теперь ученые из Университета Цинциннати говорят, что чем голоднее клещи, тем труднее они пытаются найти вас или других хозяев. Полученные данные могут иметь значение для распространения переносимых клещами болезней, таких как болезнь Лайма или пятнистая лихорадка Скалистых гор.
«Голодные клещи с большей вероятностью будут искать хозяина», - сказал Эндрю Розендейл, ведущий автор исследования и адъюнкт-профессор биологии Калифорнийского университета. «Другие исследования показали, что голодающие клещи потребляют больше крови. Они дольше прикрепляются к хозяину, что дает больше возможностей для передачи болезней."
Исследование было опубликовано в журнале Molecular Ecology.
Клещи пьют кровь в виде личинок, нимф и взрослых особей, но большую часть своей жизни проводят на земле в высокой траве, терпеливо выжидая жертву и, по-видимому, не обращая внимания на урчание своего желудка.
Найти подходящее животное для кормления сложно, поэтому клещи должны быть готовы ждать. И ждать. Розендейл, который также работает доцентом в Университете Маунт-Сент-Джозеф, говорит, что способность подолгу обходиться без еды - это сверхспособность клеща.
Биологи Колледжа искусств и наук им. Макмикена Калифорнийского университета изучали изменение экспрессии генов и физиологию выращенных в лаборатории собачьих клещей, которые голодали более 36 недель.
Исследования показали, что голодающие животные часто идут на больший риск, например, охотясь на более опасную добычу или подвергая себя воздействию хищников в поисках пищи. Исследования Калифорнийского университета показывают, что клещи не являются исключением.
В дикой природе взрослые клещи исследуют подлесок и взбираются на высокую траву. Они тянутся когтями на передних лапах, поведение, называемое квестом, чтобы поймать мех животного или ваши джинсовые джинсы. Затем они зарываются в своих хозяев ротовым аппаратом в форме храповиков, которые удерживают их на месте.
В лаборатории исследователи из Калифорнийского университета стимулировали поисковое поведение клещей, вдыхая их в идентичные стеклянные цилиндры. (Клещи могут ощущать углекислый газ, поэтому они знают, когда под рукой возможная еда.) Биологи зафиксировали различия в активности между только что накормленными клещами и голодающими. Они обнаружили, что у голодных клещей был более высокий уровень активности и более активное поисковое поведение, чем у недавно накормленных клещей.
Голодные клещи также претерпели заметные изменения в своей физиологии и экспрессии генов.
Клещи могут так долго обходиться без еды из-за их медленного метаболизма.
«В отсутствие каких-либо сигналов хозяина они переходят в спящее состояние, в котором они мало двигаются», - сказал профессор биологии Калифорнийского университета Джошуа Бенуа.
Это помогает сохранить энергию клещам для предпочтительной выжидательной стратегии засады.
Но после трех месяцев без еды метаболизм клеща на самом деле значительно увеличивается - на целых 100 процентов - и остается на этом более высоком уровне в течение нескольких недель в связи с его повышенной активностью. Фактически, некоторые исследователи собирают клещей в дикой природе, помещая сухой лед в лесу, чтобы соблазнить их сублимацией углекислого газа.
Кроме того, биологи Калифорнийского университета обнаружили, что гены, связанные с иммунитетом, активируются голоданием, что может быть еще одним механизмом выживания. Животные, питающиеся кровью, должны иметь иммунную систему, способную бороться с бактериями и другими микроорганизмами. Активируя гены, связанные с иммунитетом, клещи могут готовиться к скорой трапезе.
Более странно, биологи Калифорнийского университета обнаружили, что гены, связанные с слюнными железами голодающего клеща, были активированы. Известно, что слюна помогает клещам быстрее пить больше крови, что полезно, когда вы ненадежно цепляетесь за движущееся животное в густых зарослях. Липкая слюна также помогает прикрепить клеща к хозяину.
«Чем больше они голодали, тем больше готовились к следующей кровавой трапезе», - сказал Розендейл.
Исследование финансировалось Министерством сельского хозяйства США, Исследовательским грантом Калифорнийского университета и Национальным научным фондом. Выпускница Калифорнийского университета Меган Данлеви и Маршалл МакКью из компании по измерению метаболизма Sable Systems International внесли свой вклад в исследование.
UC отслеживает популяции клещей в своем Центре полевых исследований и в нескольких лесах в Великих парках округа Гамильтон, штат Огайо. Бенуа и Розендейл совместно работали над несколькими другими исследованиями клещей.
Личинки клещей питаются в основном мышами и кроликами, которых они находят близко к земле. Нимфы и взрослые особи питаются более крупными млекопитающими, до которых они добираются, взбираясь по высоким травинкам. Бенуа сказал, что клещи обычно не взбираются на деревья и не падают на животных с кроны деревьев. Так что, если вы нашли клеща на голове, скорее всего, он поднялся с ног или талии.
Клещи чувствительны к температуре и влажности. Даже короткие приступы обезвоживания могут значительно сократить продолжительность жизни клеща в дикой природе. Но Розендейл сказал, что клещи расширяют свои территории, чтобы использовать новые места обитания, появившиеся в результате изменения климата.
Клещи особенно опасны для диких животных, таких как лоси, которые живут в регионах, где исторически холод сдерживал численность паразитов. Зараженных животных иногда называют «лосями-призраками», потому что они стирают свой темный мех, чтобы избавиться от клещей.
Мы также изучали лосиного клеща в нашей лаборатории. Лоси особенно восприимчивы, потому что они плохо ухаживают за собой. Они могут быть заражены тысячами и тысячами клещей, настолько, что они могут умереть от потери крови», - сказал Розендейл.
В то время как клещи могут составить краткий список самых ненавистных существ, Бенуа сказал, что они играют важную экологическую роль.
«Люди хотят думать о паразитах как об ужасных вещах. Но в экосистемах они являются важными регуляторами, контролирующими популяцию. Они переносят болезни, которые убивают оленей, кроликов или мышей», - сказал Бенуа.
«Экосистемы - это [деликатные] сети. Поэтому устранение паразита может иметь серьезные последствия», - сказал он. «Два года размножения кроликов - это много кроликов».
Самым ранним зарегистрированным клещам более 90 миллионов лет, и они питались динозаврами. Бенуа сказал, что есть что-то почти восхитительное в естественном замысле, усовершенствованном эволюцией.
"Биологически они интересны", сказал Бенуа. «Они идеально приспособлены к одному: к выживанию».