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Verhaltensbiologie:Herrscher über die Zombies

Zombie-Raupe

Wespen einer Glyptapanteles-Art legen ihre Eier im Körper von Raupen der Mottenart Thyrinteina leucocerae ab. Nachdem die Parasiten durch die Haut der Raupe geschlüpft sind, verpuppen sie sich. Die Raupe wird nun zum "Zombie-Leibwächter": Sie schwingt immer wieder ihren Kopf über den Kokons.

(Foto: José Lino-Neto / CC-by-sa-2.5)

Neuroparasiten dringen in die Körper anderer Lebewesen ein und kapern deren Nervensystem. Dann manipulieren sie das Verhalten ihrer Opfer, um eigene Ziele zu erreichen. Es beginnt eine bizarre Choreografie des Grauens - vor der womöglich auch Menschen nicht sicher sind.

Er dringt in sie ein, übernimmt die Kontrolle, bricht ihren Willen - und sie können sich nicht wehren. Das Opfer strebt einem Ziel entgegen, das nicht das eigene ist. Und dort wartet der Tod. Der Fadenwurm Myrmeconema neotropicum ist so ein Invasor. Er kapert das Nervensystem von Ameisen der Art Cephalotes atratus, die in Südamerika leben, und steuert deren Verhalten.

Hat der Parasit die Kontrolle über das Insekt übernommen, färbt er dessen Hinterleib um, sodass es statt schwarz knallrot leuchtet. Ist die Zeit gekommen, gibt der Parasit im Ameisenleib den Befehl, nach roten Beeren zu suchen. Willenlos setzt sich die Ameise zwischen die Früchte, reckt ihren roten Hinterleib in die Höhe und verharrt. Damit beginnt Phase zwei des Fadenwurm-Plans. Er muss in den Verdauungstrakt eines Vogels gelangen, um sich fortzupflanzen, Eier zu legen und diese über den Kot des Wirtes in die Welt zu entlassen. Weil der rote Leib der zum Zombie verwandelten Ameise den Beeren so sehr gleicht, wird irgendwann ein Vogel zupicken. Der Lebenszyklus des Wurms beginnt von Neuem.

"Es ist faszinierend, dass Parasiten das Verhalten ihrer Wirte so effektiv ändern können", sagt Michael Dickinson von der Universität Washington, Mitherausgeber des Journal of Experimental Biology, das seine aktuelle Ausgabe vollständig dem Thema Neuroparasiten widmet. Es sind nüchterne Worte für einen schauderhaften Vorgang. "Es hat auch etwas Grausiges und Wunderliches, dass so kleine ,Implantate' in der Lage sind, sogar große Tiere wie Maschinen zu kontrollieren", sagt der Biologe immerhin.

In 18 Übersichtsarbeiten beleuchtet das Fachjournal das Wirken bizarrer Wesen, die das Verhalten ihrer Opfer manipulieren oder sogar vollständig steuern. Viren, Pilze, Würmer, Ein- oder Mehrzeller - das Reich der Neuroparasiten ist eine Welt, die gegenwärtiger ist, als einem lieb sein kann. Die Rolle der winzigen Schmarotzer werde stark unterschätzt, heißt es in der Sonderausgabe des Journal of Experimental Biology.

Diese Organismen hätten wahrscheinlich stärkeren Einfluss auf Ökosysteme, Physiologie, evolutionäre Prozesse sowie das Verhalten von Tieren und sogar Menschen, als man anzunehmen wage. Es ist, als drehe die Natur täglich Zombiefilme mit Titeln wie "Das Grauen im Baumwipfel". In den Hauptrollen: Baculoviren und Raupen. Eine Infektion mit den Erregern setzt ein Enzym im Körper der Wirtstiere frei, das ein Hormon deaktiviert. Dieses regelt normalerweise das Fressverhalten der Raupen und gibt das Signal, wenn es Zeit ist, die Mahlzeit einzustellen und sich zu verpuppen. Die gekaperten Raupen sind hingegen gezwungen, nimmersatt zu fressen. Dabei krabbeln die Tiere in die Wipfel der Bäume, auf denen sie leben. Dort birst ihr Körper - ein von Viren verseuchter Platzregen fällt nieder und infiziert neue Opfer auf dem Baum.

Im Grunde beeinflusst jeder parasitäre Organismus das Verhalten seiner Opfer. Malariakranke zum Beispiel leiden an Fieber, was deren Aktivität einschränkt. Doch Neuroparasiten treiben ein perfideres Spiel und zwingen ihre Wirte oder Zwischenwirte zu teils ausgefeilten Handlungen, die den Reproduktionserfolg des Schmarotzers erhöhen. Das Baculovirus treibt Raupen in die Baumwipfel. Saitenwürmer zwingen Heuschrecken, Wasser aufzusuchen, damit sie sich fortpflanzen können. Zoologen der Universität Montpellier haben befallene Tiere beobachtet, wie diese reihenweise im Auftrag ihrer Herren in einen Swimmingpool sprangen und ersoffen.

Womöglich gäbe es ohne Parasiten keinen Sex

Die Larven des Wurms Pomphorhynchus laevis manipulieren Flohkrebse, bis sie Flussbarschen beinahe von selbst ins Maul schwimmen. Infektionen mit manchen Saugwürmern verringern die Geselligkeit von Zahnkarpfen, Bandwürmer verwandeln Stichlinge in suizidale Draufgänger, und weibliche Kohlmeisen verhalten sich besonders explorativ, wenn sie den Malariaerreger in sich tragen. Der Kleine Leberegel zwingt Ameisen dazu, sich an der Spitze von Grashalmen zu verbeißen. So steigt die Chance, dass die Schmarotzer im Magen grasender Schafe landen.

Pilz befällt Ameise

Ein weiteres gruseliges Parasiten-Beispiel: Pilze bringen diese Ameisen dazu, sich in die Unterseite eines Blatts verbeißen und dort zu sterben. Wenn die Sporen aus dem Kopf der toten Ameisen freigesetzt werden, infizieren sie neue Ameisen.

(Foto: David Hughes, Penn State University)

Vieles entgehe Forschern aber, sagt die Biologin Janice Moore von der Colorado State University, denn nicht immer ändern die Parasiten die offensichtlichen Handlungen ihrer Wirte sondern womöglich nur deren Geruchswahrnehmung oder das Gehör.

Über den massiven Einfluss von Parasiten auf die Evolution herrscht Einigkeit - selbst wenn manche Thesen abenteuerlich klingen. So werden Parasiten gar für die Entwicklung der menschlichen Sprachenvielfalt verantwortlich gemacht. Demnach hielten Menschengruppen einst Distanz zueinander, so die Überlegung, weil dies das Risiko von Infektionen verringerte. War eine Gruppe unter sich, entwickelten ihre Mitglieder eigene Kulturen und Sprachen. Ohne Parasiten gäbe es womöglich keinen Sex, lautet eine weitere These. Die geschlechtliche Fortpflanzung wappnet die Immunsysteme der Nachkommen besonders gut - ein Vorteil im ständigen Wettstreit zwischen Parasiten und Wirten.

Schon das klingt verwegen und eklig. Wenn Parasiten jedoch das Verhalten ihrer Opfer steuern und verändern, potenzieren sich Grusel und Faszination. Dieses Thema berühre eben philosophische Fragen wie jene nach der Existenz eines freien Willens, schreiben Joanne Webster vom Imperial College London und Shelley Adamo der kanadischen Dalhousie-Universität in einem Editorial des Journal of Experimental Biology. Den freien Willen im Zusammenhang mit Flohkrebsen, Raupen oder Ameisen anzuführen, ist vielleicht vermessen. Aber schon die ausgefeilte Choreografie parasitärer Wespen wirkt so, als breche ein Herrscher einen fremden Willen.

Diese Insekten betreiben sogenanntes Bodyguard-Parasitentum. Solche Schmarotzer richten ihre Strategie zum Teil danach aus, riskantes Verhalten ihrer Wirte zu minimieren. Bloß keinen Unfall, nur nicht gefressen werden - hier sind fremde Kinder an Bord. Die Opfer dieser Wespen bieten mit ihren Körpern nicht nur Nest und Nährboden für den fremden Nachwuchs, sie schützen diesen auch noch, sobald er aus ihrem Leib gebrochen ist.

Die Wespe Glyptapanteles zum Beispiel legt ihre Eier in Raupen ab. Sobald die Larven geschlüpft sind, höhlen sie den Körper ihrer Wirte aus, bis sie sich den Weg aus dem Raupen-Leib fressen und sich verpuppen. Die Opfer verwandeln sich zu willenlosen Untoten und bewachen die verpuppten Larven. Erst wenn die Wespen schlüpfen, dürfen die Raupen endlich sterben. Eine andere parasitäre Wespe manipuliert eine Spinne gar so, dass diese ein besonderes Netz webt, sobald das fremde Junge in ihr herangewachsen ist. Das Netz ist auf die Bedürfnisse der Wespenlarve zugeschnitten: Sie verpuppt sich unter einer Art schützendem Dach, das die Spinne vor ihrem Tod gewoben hat.

Parasitologen dringen immer weiter in diese düstere Welt der ungleichen Machtkämpfe vor. Ihre Studien gehen längst über die bloße Beschreibung des Grusels hinaus - sie beginnen zu verstehen, wie die Geiselnehmer ihre Wirtstiere in Zombies verwandeln. So berichtet der Biologe David Hughes von der Pennsylvania State University in seinem Beitrag im Journal of Experimental Biology von Studien, die das seltsame Verhalten der dauerfressenden, von Baculoviren befallenen Raupen auf den Einfluss eines einzigen Gens zurückführen. Andere Parasiten steuern das Verhalten ihrer Wirte, indem sie die Ausschüttung von Neurotransmittern modifizieren. Der Spiegel von Dopamin, Octopamin oder Serotonin verändert sich im Sinne der Parasiten.

Auch der Mensch ist vor den Schmarotzern nicht sicher

"Es gibt überaus praktische Gründe dafür zu erforschen, wie Parasiten ihre Kontrolle ausüben", sagen Webster und Adamo. Schließlich seien Parasiten allgegenwärtig - und auch für Menschen eine relevante Bedrohung. Das gilt mutmaßlich zum Beispiel für den Einzeller Toxoplasma gondii, der Schätzungen zufolge in den Gehirnen von 30 bis 50 Prozent aller Menschen schlummert, wie es Mediziner um Jonas Fuks vom schwedischen Karolinska Institut in einer aktuellen Studie im Fachblatt Plos Pathogens bekräftigen.

Eigentlich wüten die Parasiten unter Katzen und Nagern. Sind die Hirne von Mäusen oder Ratten von den Einzellern befallen, verlieren die Tiere ihre Scheu vor Katzen. Die Einzeller bilden Zysten im Hirn ihrer Wirte, insbesondere in Regionen, die mit der Verarbeitung von Angst in Verbindung stehen. Riechen die Mäuse den Katzen-Urin, flüchten sie nicht wie sonst, sondern fühlen sich davon regelrecht angezogen und werden zur leichten Beute. Im Verdauungstrakt von Katzen pflanzen sich die Einzeller schließlich fort. Ratten und Mäuse infizieren sich wiederum am Katzenkot. Menschen geraten über schlecht gegartes Fleisch und Exkremente ihrer Hauskatzen in Kontakt mit diesen Neuroparasiten.

Doch Toxoplasma gondii vermehrt sich offenbar auch auf anderem Wege. Weibliche Ratten meiden es normalerweise, sich mit von Parasiten befallenen Männchen zu paaren. Doch mit Toxoplasma gondii infizierte Rattenmännchen üben eine besondere Anziehungskraft auf Weibchen aus, berichtet Ajay Vyas vom der Nanyang Technological University in Singapur: Sie produzieren mehr Testosteron. Und durch eine Paarung können sich auch das Weibchen und ihre Jungen infizieren.

Das sind womöglich schlechte Nachrichten. Denn was Toxoplasma gondii im Gehirn von Nagern verursacht, scheint seinem Treiben im menschlichen Kopf zu ähneln, auch wenn beim Menschen die Folgen längst nicht so klar sind. Sicher ist nur, dass der Mensch in seltenen Fällen eine tödliche Toxoplasmose entwickelt. Sonst verläuft eine Infektion mit Toxoplasma gondii ohne offensichtliche Symptome. Neuere Studien bringen sie jedoch in den Verdacht, Schizophrenie zu begünstigen, ebenso wie Depressionen und andere psychische Krankheiten. So schreibt es Jaroslav Flegr von der Prager Karls-Universität im Journal of Experimental Biology.

Weitergehende Hypothesen klingen noch abenteuerlicher. So könnten die Einzeller für Persönlichkeitsunterschiede verantwortlich sein und die Beziehungen zwischen Mann und Frau beeinflussen. Infizierte Männer seien im Schnitt drei Zentimeter größer als nichtbefallene, schreibt Flegr. Sie wirkten auch maskuliner. Sind sie also auch besonders attraktiv, so wie infizierte Nager? Allein der Gedanke erzeugt Schaudern - deshalb sei noch einmal betont, dass in diesem Zusammenhang noch sehr viel spekuliert wird.

Aber werden die Forschungen der Parasitologen, Biologen und Mediziner eines Tages Instrumente bereithalten, um eine erfolgreiche Revolution gegen diese Herrscher über die Gehirne anderer Geschöpfe anzuzetteln? Die Biologin Janice Moore hat das letzte Wort: "Der Wettstreit zwischen Parasiten und ihren Wirten begann weit vor der Entstehung der Mitochondrien und wird erst mit dem Ende der Evolution selbst ein Finale finden."

© SZ vom 08.12.2012/beu
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