Huuhaaviikko I: zombibiologiaa

Halloweenin kunniaksi tämän viikon artikkelit käsittelevät mytologiaksi tai suoranaiseksi huuhaaksi luultujen ilmiöiden tieteellistä taustaa.

Zombit eli elävät kuolleet on helppo tunnistaa jo kaukaa laahustavasta kävelystään ja vaihtelevissa hajoamisen asteissa olevasta anatomiastaan. Usein tosin haju varoittaa niiden läheisyydestä jo hyvissä ajoin ennen näköyhteyttä. Jo kauan on tiedetty, että zombeilla on tapana esiintyä laajoina epidemioina, mutta ilmiön syistä on esitetty lukuisia arvauksia: yleisimpiä ehdokkaita ovat olleet erilaiset virukset, mutta myös muun muassa säteilyä ja kuolemankaltaisen tilan aiheuttavia lääkkeitä on ehdotettu.

Totuus on tässäkin asiassa tarua kiehtovampi: zombeja tuottaa tiehytmadon (Neofasciola zombie) ja lyssaviruksen (Lyssavirus trematodus) symbioottinen liitto.

Zombitartunnan aiheuttava tiehytmatolaji on luopunut lähisukulaistensa, kuten lampaan maksamadon (Fasciola hepatica) monivaiheisesta elinkierrosta ja tarttuu suoraan ihmisestä toiseen. Aikuinen mato elää ihmisen nenäonteloiden yläosassa aivojen lähellä ja on suunnilleen kantajansa nyrkin kokoinen. Levitäkseen uusiin isäntäyksilöihin se manipuloi uhriaan tavoilla, jotka tuovat mieleen pikemminkin loispistiäisen kuin madon.

Tiehytmadon genomiin on sulautunut kokonainen rabieksen kaltaisen RNA-viruksen genomi, ja mato kykenee näin tarvittaessa tuottamaan itse viruksia. Tämä erikoiselta kuulostava metodi ei ole suinkaan uusi ilmiö, sillä lyssavirukset ovat siirtyneet eläinten sisäisiksi tovereiksi kahdesti aiemminkin: Ichneumonidae- ja Braconidae-heimojen loispistiäisillä. Nämä sulautumiset tapahtuivat noin 70 miljoonaa vuotta sitten, mutta tiehytmadon ja rabieksen suhde on nuorempi. Se lienee peräisin neoliittisen vallankumouksen ajoilta, kun ensimmäisten kotieläinten myötä hyvin erilaiset taudinaiheuttajat pääsivät ensi kertaa kosketuksiin. Erilaisten koti- ja villieläinten tiivis yhteiselo on tuottanut zoonooseja eli eläimistä ihmiseen hypänneitä sairauksia ja loisia kautta historian: esimerkiksi HIV, lintu- ja sikainfluenssat sekä SARS ovat hypänneet ihmiseen muilta lajeilta. Ensimmäinen säilynyt maininta zombeista on peräisin mesopotamialaisesta Gilgamesh-eepoksesta, joka antaa totuudenmukaisen kuvauksen hyvin nykyisenkaltaisesta zombiemaailmanlopusta, vaikkakin mytologian asuun puettuna:

I will knock down the Gates of the Netherworld,
I will smash the door posts, and leave the doors flat down,
and will let the dead go up to eat the living!
And the dead will outnumber the living!

Zombitiehytmadon, kuten monien muidenkin loisten ja taudinaiheuttajien, elinmahdollisuudet ovat kuitenkin sitä paremmat, mitä suurempi isäntäeläinten tiheys on. Niinpä zombit ovat päässeet suuren yleisön tietoisuuteen vasta tiiviin kaupunkiasumisen myötä 1800-luvulta alkaen.

Kuinka tiehytmato ja virus sitten tekevät kantajastaan zombin? Mato laskee munansa ihmisen sylkirauhasiin, joista niiden olisi päästävä uuden uhrin kudoksiin. Yksinkertainen ratkaisu on odottaa, että uhri puree jotakuta, mutta normaalisti ihmiset purevat toisiaan sen verran harvoin, että loinen tarttuu ohjiin itse. Siinä missä loispistiäisten tuottamien lyssavirusten tarkoitus on tuhota isäntäeläimen immuunijärjestelmä, tiehytmato käyttää omiaan käyttäytymisen manipulointiin. Se tuottaa isäntänsä verenkiertoon miljoonittain rabieksen kaltaisia viruksia, jotka vaikuttavat aivoihin aiheuttaen vesikauhuisista eläimistä tuttua järjetöntä aggressiivisuutta.

Mato ei vieläkään jää toimettomaksi. Se kasvattaa eräänlaisia juurimaisia ulokkeita kantajansa aivoihin ja alkaa kirjaimellisesti syödä aivoja. Valikoimaton aivoilla ruokailu tuhoaisi zombin toimintakyvyn nopeasti, mutta sen sijaan mato syö valikoiden vähiten tärkeitä osia samaan tapaan kuin loispistiäisen toukka, joka pitää perhostoukkauhrinsa elossa koteloitumiseen asti, vaikka syö sitä sisäpuolelta. Korkeampaan ajatteluun ja muistiin liittyvät aivoalueet syödään lähes täysin. Yleensä myös motorinen järjestelmä ja aistikeskukset kokevat lieviä vaurioita, joten useimpien zombien näkö ja kuulo ovat heikentyneet ja liikkuminen on kömpelöä.

Tunteita ja motivaatioita säätelevä limbinen järjestelmä sen sijaan jää ehjäksi, ja mato ja virus kaappaavat sen omaan käyttöönsä. Todennäköisesti juuri limbisen järjestelmän manipulaatioon perustuukin tiehytmadon ja viruksen yllättävän hienovarainen vaikutus zombin käyttäytymiseen. Zombit esimerkiksi purevat mieluiten uhrejaan päähän, koska tällöin verisuonten seinämiin kiinnittyneistä munista kuoriutuvilla nuorilla tiehytmadoilla on lyhyt matka uuden isäntänsä nenäonteloon. Muualle päätyneellä toukalla voi mennä niin pitkään löytää oikeaan paikkaan, että isännän immunijärjestelmä ehtii paikallistaa ja tuhota sen. Tästä ilmiöstä on saanut alkunsa laajalle levinnyt uskomus, että zombit syövät aivoja. Todellisuudessa ne eivät syö lainkaan, vaan elävät kehonsa vararavinnolla.

Vaikuttaa myös siltä tiehytmadoilla esiintyy luonnossa harvinainen vihreän parran geeni, joka niiden lisäksi tunnetaan vain Solenopsis invicta -tulimuurahaiselta. Vihreän parran geenillä tarkoitetaan geeniä, joka tuottaa jonkin päälle päin näkyvän ominaisuuden ja samaan aikaan taipumuksen auttaa toisia saman geenin kantajia. Termin lanseerasi sanaseppo Richard Dawkins. Yleisen tiedon mukaan zombit eivät koskaan käy toistensa kimppuun, mutta tämä ei aina pidä paikkaansa: vain lähisukuisten matojen kantajat suhtautuvat toisiinsa näin rauhallisesti. Kun eri tiehytmatokantojen infektoimat zombit kohtaavat, ne purevat toisiaan kunnes kaikki kantavat useaa geneettisesti erilaista matoa, mikä mahdollistaa suvullisen lisääntymisen.

Zombit eivät eläinkunnassa ole lainkaan uusi ilmiö, vaan erilaisia käveleviä, tahdottomia orjia tuottavat niin muurahaisten, perhosten, torakoiden kuin kovakuoriaistenkin loiset. Esimerkiksi Xenos vesparum -loiskärpäset saavat ampiaisisäntänsä kerääntymään laajalta alueelta vielä tuntemattomalla tavalla sovitulle kohtaamispaikalle, jossa kärpäset puristautuvat ulos isännistään ja parittelevat. Kaksikin eri loispistiäislajia käyttävät ravintokohteitaan henkivartioina, jotka vartioivat vielä puoliksi syötyinäkin loistensa koteloita ja uhkailevat lähelle tulevia saalistajia. Kolmas pistiäinen kesyttää paljon itseään suuremman torakan tahdottomaksi lemmikiksi, jota se voi taluttaa tuntosarvesta kuin koiraa hihnassa.

Ainutlaatuista eläinkunnassa ovat kuitenkin zombitiehytmadon aiheuttamat suuret muutokset isäntäeläimen aineenvaihdunnassa. Voidaan nimittäin hyvällä syyllä sanoa, että zombit todella ovat eläviä kuolleita. Tartunnan saaneen henkilön ruumiinlämpö laskee jo ennen varsinaista zombivaihetta, jossa se viimein putoaa lähes ympäristön lämpötilan tasolle. Luotettavien lähteiden mukaan zombin sydän lakkaa lyömästä samoihin aikoihin, kun tiehytmato alkaa ruokailla sen aivoissa. On mahdollista, että jokin madon tuntokärhistä ulottuu sydämen autonomiseen hermokeskukseen saakka. Sydämen sijaan verenkierto alkaa toimia luustolihasten avulla. Syynä sekä sydämestä että tasalämpöisyydestä luopumiseen lienee energiansäästö, jotta ruokailun lopettanut zombi pysyisi toimintakunnossa pidempään.

Luustolihasten pumppaama verenkierto tarkoittaa kuitenkin sitä, että zombi ei voi pysähtyä, tai se kuolee nopeasti hapenpuutteeseen samaan tapaan kuin monet hait. Näinkin verenkierto on usein riittämätön ylläpitämään koko ruumista, joten se keskittyy tiehytmadon elinkierron kannalta tärkeisiin osiin – päähän ja jalkoihin. Sormet ja iho alkavat pian hajota, mistä on seurauksena sekä zombin tunnusomainen ulkonäkö että haju, kun taas hampaat ja purentalihakset itse asiassa kasvavat. Koska zombin kudokset alkavat vähitellen hajota, optimaalisissa oloissakin se pysyy elävänä kuolleena alle vuoden. Tänä aikana se voi kuitenkin infektoida satoja uusia ihmisiä, mikä tekee siitä evoluution menestystarinan.

Loiset ja taudinaiheuttajat aiheuttavat eläimillä yleisesti niin uskomattomia oireita, etteivät ihmiszombit tunnu enää lainkaan mahdottomilta.

Kuvat: Kohtaus Night of the Living Dead -elokuvasta  (Wikipediasta) ja lampaan maksamato (Flukeman/Wikipedia)

Lähteitä ja lisälukemista oikean maailman zombeista:

Not Exactly Rocket Science: The wasp that walks cockroaches.

Liquefying virus uses one gene to make caterpillars climb to their doom.

Wasps, ladybirds and the perils of hiring zombie bodyguards.

Wikipedia: Polydnavirus.

BioFortified: Evolution of the polydnavirus.

 

 

6 vastausta artikkeliin “Huuhaaviikko I: zombibiologiaa”

  1. Nerokasta! Suurimman osan artikkelia olisi voinut kuvitella lukevansa ihan vakavissaan kirjoitettua tiedejuttua.

    Tosin siinä kohtaa uskottavuus alkoi onnahdella, kun zombimato pysäytti sydämen. Jos luurankolihakset tosissaan pystyvät ylläpitämään ihmisen tarvitsemaa verenkiertoa, eikös silloin paras hoito sydämenpysäykseen olisi kävellä rivakasti ja heilutella samalla käsiä kunnes joku saapuu paikalle päitsimien kanssa? Ja kuinka ihmeessä zombi voi kävellä pysähtymättä lähemmäs vuoden, jos sillä on käytettävissään vain ihmisruumiissa valmiina olevat ravintovarat? Tuskin kenelläkään on ihan niin monta kaloria vyötäröllään.

    Ikävää toimia ilonpilaajana, mutta ei kaikkien zombien tarvitse täyttää jotain ehdotonta muistilistaa, ominaisuudet kun vaihtelevat muutenkin tarinasta toiseen. Uskottavalle tiedezombielle, joka täyttää edes osan zombistereotyypin ominaisuuksista, on aina tilaa.

    1. Päädyin noudattelemaan perinteistä zombin määritelmää vähän uskottavuuden kustannuksellakin. Zombin on oltava kuollut. :)

      Sekä sydämen pysähtyminen että energiavarantojen riittävyys nojaa siihen, että zombit ovat vaihtolämpöisiä. Hapentarve on pienempi, ja energiavarastot tietenkin riittävät huomattavasti pidempään, koska tasalämpöisillä ruumiinlämmön ylläpito hotkii valtavan siivun kokonaiskulutuksesta. Ilmeisesti hoikka ihminen pärjää elävänäkin 30-40 päivää ilman ruokaa ennen kuin vakavat nälkiintymisen oireet edes alkavat. Kun vielä isoja osia aivoista, ihon pintakerros ja suolisto poistuvat energiaa kuluttamasta, vuosi tuskin on aivan tolkuton yliarvio.

      1. No juu, makuasiahan tämä tavallaan on. Minusta sillä ei ole enää merkitystä onko sydän pysähtynyt vai ei, jos pääkopassa ei ole ketään kotona. Periaatteessa jopa unissakävelijässä on zombimaista karmivuutta, vaikka siitä tilasta voikin vielä palata tietoisten maailmaan.

        En silti oikein purematta niele tuota, että edes vaihtolämpöinen ihmisen kokoinen otus pystyisi ylläpitämään riittävää verenkiertoa pelkällä lihaspumppauksella. Onko yleisesesti ottaen olemassa mitään vertailukelpoista selkärankaista, joka tuohon pystyy? Toki ihmisiä on selvinnyt pitkistäkin nälkälakoista, mutta kukaan heistä on tuskin joutunut kävelemään koko aikaa pysähtymättä hetkeksikään.

        Sinänsähän zombimadon kannalta pitkä hengissäselviäminen on yhdentekevää, jos jälkeläiset on jo saatettu maailmalle. Ehkä pidemmällä tähtäimellä peräti jopa haitallista, koska se tarvitsee selvitäkseen tartuttamattomia kantajaorganismeja. Jos zombiapokalypsi tuhoaa kaikki ihmiset, myös matoparka kuolee sukupuuttoon kertaheitolla. Tuo itse asiassa herättää kysymyksen, missä zombimatojen peruspopulaatio pysyy hengissä ennen pandemiaa?

        Gilgamesh-eepoksesta muuten tuli vielä mieleen, että myös ajanlaskun ensivuosikymmeniltä on säilynyt yksi kirjallinen maininta paikallisesta zombiapokalypsistä, joka tapahtui Jerusalemissa pääsiäisen aikoihin n. vuonna 30. Kirjoittajan henkilöllisyyttä ei ole pystytty varmistamaan, mutta kyseisen lähteen ehdottomasta luotettavuudesta ovat vakuuttuneita tuhannet, jopa miljoonat ihmiset ympäri maailman! ;)

  2. Juu, sydämen pysähtyminen ei ehkä ollut kovin uskottavaa. :) Suuret matelijat ja kalathan kyllä pärjäävät todella pitkiä aikoja syömättä, mutta sydän niillä toki toimii.

    Todennäköisesti zombien pitkä elinikä liittyy siihen, että zombiemato on kehittynyt aikana ennen nykyaikaista kaupunkiasutusta, jolloin matka asutuskeskuksesta seuraavaan on voinut olla hyvinkin pitkä. Jotta epidemia ei rajautuisi yhteen kylään ja kuolisi joko eloonjääneiden vastarintaan tai yksinkertaisesti ihmisten loppumiseen, zombien on täytynyt kyetä ainakin silloin tällöin vaeltamaan pidempiäkin matkoja. Tartunnan saaneet ihmisethän eivät lyhyen itämisajan vuoksi useinkaan ehdi paljoa matkustella.

    Zombiepidemioita rajoittaakin epäilemättä tehokkaimmin se, että ihmiset ovat (yleensä) riittävän älykkäitä pysäyttämään nopeasti leviävän epidemian melko pian. Koko maailman muuttuminen zombeiksi on siksi perin epätodennäköistä.

    Zombiemadon äkilliset epidemiat ja korkea kuolleisuus saavat sen esiintymisen muistuttamaan melkoisesti Keski-Afrikan ebolaviruksia. Ebolaviruksillakin epidemioiden välinen reservi on tuntematon, mutta sen epäillään olevan jokin paikallinen eläin: mahdollisesti lepakko. Voikin olla, että zombietiehytmadon ja rabieksen liitto on oikeastaan jonkin muun nisäkkään vähemmän tappava sairaus, mutta siirtyy ajoittain ihmisiin, joissa oireet ovat dramaattisempia.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggaajaa tykkää tästä: