Paraziti „ohnivých mravenců“

Pod titulkem Noční můra invazních mravenců informoval Stanislav Mihulka o zajímavém kandidátovi pro biologický boj: Thelohania solenopsae. Do tohoto parazita jsou vkládány velké naděje a intenzivně jej zkoumají i týmy, které se donedávna věnovaly oportunním parazitům lidí s oslabenou imunitou (tato aktuální tematika prostě zvítězila v grantové soutěži). Možnost využít biologický boj je velmi lákavá navzdory skutečnosti, že v praxi funguje jen zřídka (na neúspěšné pokusy v Austrálii poukazuje i S. Mihulka).

Původně jsem chtěl jen stručně reagovat na nesprávné systematické zařazení parazita (nejde o prvoka, a tím méně měňavkovitého) ¹⁾ , ale zajímavý životní cyklus tohoto organizmu si zaslouží pár řádků navíc. Patří mezi mikrosporidie, a to má velký význam právě pro naznačený problém, totiž pro pravděpodobnost, zda v případě záměrného šíření parazita hrozí přenos na autochtonní druhy mravenců. Hmyzí mikrosporidie mají výraznou hostitelskou specifitu: považujeme je za druhově nejbohatší skupinu organizmů, protože se všeobecně předpokládá, že každý hmyzí druh má „svoji mikrosporidii“ a mnohé druhy (podrobněji jsou prostudovány jen ty hospodářsky významné) jich hostí několik (často s rozdílnou lokalizací, třeba v tukovém tělese a ve střevě). Když k tomu přičteme mikrosporidie parazitující u dalších členovců, měkkýšů, myxosporidií, motolic, ryb či plazů a nezapomeneme na dosud malou, zato však významnou skupinu druhů parazitujících u teplokrevných obratlovců, budeme tento odhad považovat za pravděpodobný. Nic na tom nezmění ani skutečnost, že většina druhů mikrosporidií dosud nebyla popsána ani pojmenována. Zatímco mikrosporidie teplokrevných obratlovců mají hostitelskou specifitu nízkou: například druhy zjištěné u lidí (zejména u pacientů s poškozeným imunitním systémem) mají své přirozené hostitele mezi ostatními savci, ptáky a snad i bezobratlými živočichy, přenosy hmyzích mikrosporidií z jednoho hostitelského druhu na jiný jsou vzácné, a dokonce i v laboratorních podmínkách technicky obtížné. Pokud se vůbec podaří parazita přenést na jiný druh hmyzu, množí se na něm většinou špatně.

To se týká s vysokou pravděpodobností i zmíněného parazita „ohnivých mravenců“ (Solenopsis invicta). Je dosud řazen do rodu Thelohania, ale jistě pro něj bude brzy vytvořen rod nový, zejména kvůli odlišné morfologii i odlišným sekvencím některých genů. Vytváří několik typů spor: diplokaryontní s velkou vakuolou vyskytující se u larev mravenců, osmijaderné spory a dvojjaderné spory nosemového typu ²⁾ vyskytující se výhradně u dospělců, silnostěnné megaspory vyskytující se ve svalovině larev a dospělců všech kast. I když byl pozorován přenos vertikální (transovariálně z královny na potomstvo) i horizontální (mezi dospělci a mezi koloniemi), není dosud jasné, jak k horizontálnímu přenosu dochází. V laboratoři se dosud nepodařilo infikovat mravence žádného instaru ani žádné kasty perorálně ani jedním typem spor, což poněkud kalí představu o snadném přenosu na nové kolonie v podobě návnady obohacené parazity namnoženými v laboratoři. Mravenci rodu Solenopsis vytvářejí jednak polygynní kolonie (s mnoha královnami), jednak kolonie monogynní. Zmíněná mikrosporidie se vyskytuje téměř výhradně v polygynních koloniích a infekce monogynních kolonií byly sice vzácně pozorovány, ale vypuštěním infikovaných mravenců do monogynní kolonie se ji nedaří infikovat, na rozdíl od kolonie polygynní.

Vztahy mezi organizmy v přírodě bývají složitější, než se na první pohled zdá. Ještě trochu statistiky: zatímco v domovině S. invicta (tj. v Argentině a dalších jihoamerických státech) je infikováno 8–55 % kolonií, na jihu USA je již prevalence 12–85 %. Potenciál parazita je tím pravděpodobně vyčerpán, a pokud se ministerstvo zemědělství Spojených států rozhodne schválit tuto mikrosporidii pro biologický boj, přijde již asi „s křížkem po funuse“.

Výše uvedené informace pocházejí z referátů, které přednesli Jim Fuxa, Karen Snowdenová, Julia Sokolova ad., a z následných diskusí na „Prvním spojeném workshopu o mikrosporidiích z bezobratlých a obratlovčích hostitelů“, jenž proběhl v Parazitologickém ústavu AV ČR a na Jihočeské univerzitě v Českých Budějovicích v červenci 2004. Díky významé finanční podpoře NATO se nám podařilo zajistit účast předních mikrosporidiologů z celého světa, zejména ze všech tří významných skupin, které se formovaly podle nejvýznamnějších hostitelů mikrosporidií (tj. imunodeficitních pacientů, ryb a hmyzu) a které se scházely dosud odděleně. Horkými tématy byla například genomika a postgenomika mikrosporidií, jejich evoluce a koevoluce s hostiteli, fylogeneze, strategie invaze hostitelské buňky a možnosti terapie mikrosporidióz člověka. Zájemce o podrobnější informace odkazuji na dvojčíslo Folia Parasitologica z května 2005, kde byly publikovány všechny abstrakty a vybrané referáty, zejména souhrnné.

Nakonec se vraťme k systematickému zařazení: kterým organizmům jsou mikrosporidie příbuzné? Dnes již s určitostí víme, že nejde o prvoky, tím méně o primitivní prvoky oddělené od hlavní linie ještě před vstupem symbiotických předchůdců mitochondrií do buňky (tak se to dlouho tvrdilo a ještě dnes to v leckteré učebnici naleznete). Před více než deseti lety se na základě sekvencí některých genů zjistilo, že mikrosporidie patří k houbám (Fungi). V té době to vzbudilo mezi mikrosporidiology zčásti úsměvy („Počkejte na další sekvence, však se ukáže!“), zčásti zděšení („To se z nás stanou mykologové?“). Jenže další sekvence hypotézu potvrzovaly a dnes již o příslušnosti mikrosporidií k houbám nikdo nepochybuje. Mikrosporidiologové však stále nechtějí být mykology a poukazují na skutečnost, že se mikrosporidie mnoha znaky (morfologií spory, životními cykly, jedinečným způsobem invaze buňky) od všech známých hub velmi liší. Na budějovickém setkání navrhl Charles Vossbrinck koncept, který odborná veřejnost akceptovala: mikrosporidie se vyvinuly z hub, ale již mezi ně nepatří – pouze z nich dělají parafyletickou skupinu. Jde o obdobnou situaci jako u ptáků: také je neoznačujeme za aberantní plazy a plazům jistě nevadí, že jsou kvůli ptákům třídou parafyletickou.