È risaputo che un animale con un parassita non si comporti come un animale simile senza quel parassita. Tali modelli comportamentali modificati potrebbero essere utili per il parassita, ad esempio per migliorarne la trasmissione. In alcuni casi però, potrebbero essere solo sottoprodotti dell’infezione o potrebbero avvantaggiare l’ospite e quindi far parte delle sue tattiche antiparassitarie.
Ecco che quando i cambiamenti comportamentali indotti dal parassita lo avvantaggiano, vengono definiti come manipolativi. Quest’ultimo termine può essere ampiamente definito come qualsiasi alterazione del comportamento che abbia benefici di fitness per il parassita, di modo che gli ospiti si comportino in maniera tale da facilitare la trasmissione o la dispersione dello stesso, e quindi il completamento del suo ciclo vitale.
Sono state descritte diverse centinaia di casi di manipolazione dell’ospite da parte di parassiti, che abbracciano tutti i principali gruppi di parassiti. Un numero crescente di studi sperimentali sul campo ha dimostrato che le manipolazioni dei parassiti migliorano davvero la trasmissione del parassita e anche la conoscenza dei meccanismi neurali prossimi alla manipolazione del comportamento degli ospiti da parte dei parassiti è in rapido aumento.
Il verme piatto platelminta Leucochloridium paradoxum, appartenente alla classe Trematoda, utilizza come ospite intermedio la chiocciola della famiglia Succineidae nella quale crescono e si sviluppano le larve del parassita fino ad arrivare agli ospiti definitivi ovvero varie specie di uccelli, nei quali il verme raggiunge lo stadio adulto per poi riprodursi.
I principali caratteri morfologici utilizzati per l’identificazione delle specie Leucochloridium includono la forma e la colorazione delle sporocisti, uno degli stadi del suo ciclo vitale. Gli adulti, invece, si presentano come vermi appiattiti muniti di ventose essenziali per l’ancoraggio all’ospite finale. Leucochloridium paradoxum vive principalmente in zone umide come le foreste d’Europa e il Nord America.
Le chiocciole, nutrendosi delle foglie del bosco, possono venire a contatto con le uova del parassita e ingerirle. Nel momento in cui le uova di Leucochloridium si schiudono all’interno del sistema digerente del gasteropode (termine che indica una classe di animali quali chiocciole, patelle, littorine e lepri di mare) raggiungono il primo stadio larvale del parassita, denominato miracidio. I miracidi, durante la fase di sviluppo, assumono un colore chiaro e una forma allungata e, una volta accresciuti, migrano fino all’epatopancreas (un organo ghiandolare) dell’ospite.
A questo punto il parassita giunge al secondo stadio larvale e quindi invade i tentacoli oculari della chiocciola. Ed ecco il modo in cui le sporocisti utilizzano il loro ingegno: caratterizzandosi con una colorazione a bande verdi, rosse o bianche orizzontali, si mettono in mostra con movimenti pulsanti rendendo i tentacoli oculari della chiocciola simili a bruchi striscianti.
Trasformatesi poi in cercarie (successivo stadio larvale alle sporocisti) esse impediscono alla chiocciola di ritrarre le appendici oculari grazie alla presenza di organi locomotori e ocelli, ora sviluppati all’interno del nuovo stadio larvale, capaci di percepire la luce. In questo modo la sventurata chiocciola rimane esposta alla predazione da parte di molti uccelli che sono adesso maggiormente attratti dalle caratteristiche esteriori della chiocciola.
Con l’arrivo della primavera, le cercarie mature, sviluppatesi nelle estensioni oculari della chiocciola, riescono ad infettare passeri e fringuelli. All’interno del sistema digerente di quest’ultimi, il verme riesce quindi a vivere e riprodursi sessualmente fino alla morte dell’ospite. L’abilità del parassita non finisce però qui.
Per poter far progredire la sua specie, Leucochloridium paradoxum depone le uova e le rilascia attraverso il sistema escretore dell’uccello: queste feci verranno nuovamente consumate dalle chiocciole che si trovano sul terreno di modo da concludere il ciclo vitale del verme parassita.
Le sacche di covata di Leucochloridium paradoxum che occupano i tentacoli dei loro ospiti intermedi sono quindi diventate uno degli esempi biologici di manipolazione del comportamento dell’ospite da parte di un parassita. Diversi esperimenti scientifici hanno messo a confronto il comportamento di chiocciole infestate da Leucochloridium paradoxum con quello di chiocciole di controllo (individui non parassitati), scoprendo che le chiocciole infette si collocavano in parti più esposti alla luce, al contrario delle chiocciole sane che privilegiano zone ombrose e più nascoste.
Di conseguenza la probabilità di predazione da parte di uccelli è aumentata, a discapito ovviamente delle chiocciole infette. Numerose ricerche hanno confermato che nei tentacoli delle “lumache zombi”, le covate di colore contrastante pulsano continuamente a una velocità di 60-80 contrazioni al minuto. Anche dopo la rottura di un tentacolo, il sacco di covata sporgente o separato continua a pulsare per un tempo considerevole.
Anche in una serie di esperimenti su uccelli in cattività, le sacche di covata pulsanti erano attraenti per potenziali ospiti quali uccelli insettivori. Gli uccelli hanno attaccato prontamente le covate, strappandole i tentacoli e inghiottendole, ma l’uccello non sempre mangia l’intera chiocciola. A volte gli uccelli staccano solo il peduncolo oculare contente la sporocisti. La sofferenza per la chiocciola non finisce qui: i peduncoli ricrescono e in questo modo un’altra sporocisti si insedia nel nuovo tentacolo.
Oltre alle proprie modificazioni fenotipiche (produzione di sacchi di covata pulsanti), Leucochloridium paradoxum manipola dunque anche il comportamento dei suoi ospiti. Analoghi risultati si confermano anche con una specie affine, Leucochloridium perturbatum, dato che le lumache parassitate stavano in luoghi ben illuminati e sopra il fogliame.
La soglia di dolore che potrebbero provare le chiocciole in presenza del parassita non è ancora conosciuta. Probabilmente Leucochloridium paradoxum bloccherebbe parte dell’apparato nervoso della chiocciola, altrimenti non gli sarebbe possibile continuare la riproduzione dato che la chiocciola stessa rientrerebbe dentro il proprio guscio. In aggiunta, si pensa che la massa dei parassiti spesso occupi anche più della metà del volume del guscio della chiocciola oltre all’aver già invaso i tentacoli oculari. Nonostante ciò, i gasteropodi continuano a spostarsi e a nutrirsi senza avere particolari problemi. Molti studiosi dell’evoluzione ritengono che parassiti come Leucochloridium paradoxum si siano scontrati in passato e che attualmente si trovino in uno stato di tregua instabile oppure stiano ancora combattendo.
Indipendentemente dalle origini evolutive, la manipolazione dell’ospite è una strategia adattiva diffusa che offre benefici di fitness per parassiti. Il Leucochloridium paradoxum, così come altri platelminti, rappresenta uno spunto di indagine per le relazioni co-evolutive tra il parassita e i vari ospiti necessari a completare il suo ciclo vitale. Recenti studi neurologici e proteomici dei percorsi utilizzati dai parassiti per alterare il comportamento dell’ospite offrono nuove idee sull’evoluzione della manipolazione per il futuro della biologia.
A cura di Lorenzo Iacopino.