زنبور زمرد؛ کابوس وحشت سوسک حمام
می دانیم که سوسک حمام یا سوسری نه از افزایش دمای زمین می ترسد و نه از بمب‌های
هسته‌ای، لنگه کفش و اسپری حشره کش هم نمی‌تواند این بندپای به ظاهر نفرت انگیز را بترساند؛ اما نمی دانیم آیا سوسک‌های حمام خواب می بینند یا خیر! ولی اگر چنین است «زنبور زمرد» با نام علمی Ampulex compressa و گونه‌های نزدیک به آن، کابوس دردناکی برای آن‌ها هستند. این زنبور کوچک که به صورت منزوی و در مناطق گرمسیر زندگی می‌کند طوری دستگاه عصبی طعمه‌های خود را مختل می‌سازد که آن‌ها به انبار غذای زنده برای نوزاد (لارو) زنبورهای تازه متولد شده تبدیل می شوند. از این واقعیت دنیای وحش در برخی فیلم‌های ژانر وحشت هم استفاده شده است که از آن جمله می توان به فیلم بیگانه (Alien)اشاره کرد. سازندگان این فیلم با الهام از زنبور زمرد موجوداتی به نام Chest Bursters(شکافندگان سینه) را خلق کردند.
نحوه عملکرد زنبور زمرد پس از شکار کردن سوسک حمام بدین ترتیب است که ابتدا کنترل سیستم عصبی آن را به دست می گیرد، به طوری که سوسک چاره ای جز تن دادن به سرنوشت خود در پیش رو نمی بیند. ولی علی رغم آن چه در فیلم‌های علمی ـ تخیلی می بینیم، آن چه سوسک حمام زنده را تبدیل به یک مرده متحرک یا زامبی بی مغز می کند ویروس نیست، بلکه نوعی سم است. ولی نه هر سمی: باید بگوییم نوعی سم خاص که مانند ماده مخدر روی دستگاه عصبی سوسک تأثیر می گذارد.
چهارچوب دستگاه عصبی چه در انسان و چه در حشرات از مجموعه ای از نورون‌ها تشکیل شده است. شکی نیست که میلیون‌ها ترکیب سمی شناخته شده یا نشده در دنیا وجود دارند که قادرند نورون‌ها را از کار بیاندازند یا آن‌ها را فعال کنند. بنابراین نباید جای تعجب باشد که برخی سموم توانایی مختل کردن سیستم عصبی مرکزی را دارند، سیستمی که به خصوص در مورد انسان بسیار محافظت شده است. برخی از این سموم در نقطه ای دور از مغز به بدن تزریق می شوند و با از سر راه برداشتن موانع فیزیولوژیکی و حفاظتی بدن، مانند پوشش «هماتو اِنسِفالیک» (مایعی که سیستم عصبی مغز را محافظت می کند) در بدن انسان، خود را به مغز می رسانند. بعضی سموم هم هستند که به طور مستقیم در مغز تزریق می شوند، مانند سم زنبور زمرد زمانی که وارد سر میزبان خود یعنی سوسک حمام می شود، آن را تبدیل به یک مرده متحرک یا زامبی می کند.
زنبور زمرد نمونه بارزی از جانورانی است که سم نوروتوکسین آن‌ها بسیار فراتر از صرفاً فلج کردن طعمه عمل می کند. سال‌های زیادی است که زیست شناس‌هایی نظیر «فردریک لیبرسَت» و همکارانش روی این بال غشاییان (Hymenoptera) زمردین مطالعه می کنند.
این زنبور که جثه اش تقریباً به اندازه نصف جثه طعمه اش است، حمله خود را از بالای سر سوسک حمام شروع می کند و با اندام‌های دهانی اش آن را گیر می اندازد تا اندام تخم ریز خود را که در میان پاهای جلویی قرار دارد را در سینه آن فرو کند. اندام تخم ریز در واقع سوزنی است که هم از طریق آن تخم‌هایش را خارج می کند و هم سم را تزریق می کند. این تزریق فقط چند ثانیه طول می کشد و ترکیبات سمی بلافاصله وارد عمل می شوند. بدین ترتیب سوسک حمام به طور موقت فلج می شود و این فرصت برای زنبور فراهم می شود تا برای بار دوم قربانی‌اش را به اصطلاح نیش بزند، ولی این بار با دقت بیشتر. با نیش سوزنی درازش سم نوروتوکسین را در دو ناحیه از گره‌های عصبی تزریق می کند. این گره‌ها در واقع همان مغز حشره هستند.
نیش زنبور به قدری با بدن قربانی خود سازگاری می یابد که نسبت به بخشی که درون مغز سوسک حمام است از خود حساسیت نشان می دهد. این سوزن زهرآگین با کمک سیگنال‌های مکانیکی و شیمیایی «کورمال کورمال» راه خود را به سمت سر سوسک و دیواره گره‌های عصبی باز می کند تا محل دقیق تزریق سم را پیدا کند.
این دو ناحیه مغزی هدف گیری شده برای زنبور بسیار مهم هستند: نخست به این علت که هنگامی که در شرایط آزمایشگاهی زنبور را از سوسک جدا کردند، زنبور به زمان زیادی نیاز داشت تا دوباره بخش‌های مغزی سوسک که از تیررس نیشش خارج شده بودند را پیدا کند. دوم این که پس از گزیده شدن گره‌های عصبی سوسک حمام، کنترل مغزی آغاز می شود. بدین ترتیب که در وهله نخست سوسک قربانی از خود مدفوع خارج می کند، سپس به محض این که بی حسی موقتی پاهای جلویی سوسک که در اثر گزش زنبور در بدنش ایجاد شده بود از بین رفت، نظافت روزمره بدنش را با وسواس و دقت زیاد آغاز می کند که این کار حدوداً نیم ساعت طول می کشد. دانشمندان نشان داده اند که این رفتار به دلیل سمی است که وارد بدن سوسک شده است. این نیاز ناگهانی به تمیز کردن بدن ناشی از به جریان افتادن «دوپامین» (نوعی پیام رسان عصبی که نقش فعال کنندگی دارد) در گره‌های عصبی سوسک است. امروزه به خوبی روشن شده است که ترکیب نوع دوپامین موجود در سم سبب می شود سوسک به تمیز کردن خود بپردازد.
هنوز نمی دانیم که این نظافت، ویژگی سودرسان سم زنبور برای سوسک است که با سازگار شدن آن ارتباط دارد یا این که صرفاً یک عارضه جانبی پس از گزش است. برخی پژوهشگرها معتقدند که این رفتار ضمانت کننده سلامتی بچه زنبورهایی است که به زودی متولد خواهند شد، چرا که سوسک با این کار خود را از قارچ‌ها و باکتری‌ها پاک می کند. برخی پژوهشگرها هم تصور می کنند در مدتی که سوسک حمام به نظافت خود می پردازد، زنبور فرصت این را دارد که کار تخم ریزی را به اتمام برساند.
دوپامین یکی از مواد شیمیایی فعال کننده است که در مغز تنوع وسیعی از جانوران تولید می شود و تأثیری حیاتی دارد. در مغز ما انسان‌ها رها شدن دوپامین در اثر تجربیات خوشایند صورت می گیرد. ولی علاوه بر ایجاد حس خوب و سرحال کردن افراد، این ماده انتقال دهنده عصبی می تواند به رفتارها و حالت‌های ناشی از اعتیاد به مواد مخدری مانند کوکائین هم مربوط باشد. غیر ممکن است بتوانیم سر در بیاوریم که آیا به یک سوسک حمام هم پس از پر شدن مغزش از دوپامین حالت سرخوشی دست می دهد یا خیر، ولی می توانیم این گونه تصور کنیم که چنین حالتی به آن دست می دهد… با در نظر گرفتن پایان غم انگیزی که انتظارش را می کشد: در حین این که سوسک حمام مشغول تمیز کردن خود است، زنبور زمرد آن را ترک می کند تا محلی مختص خود پیدا کند، چرا که به سوراخ امنی نیاز دارد تا سوسک حمام زامبی شده را به همراه لاروهایی که در بدنش گذاشته است در آن جا رها کند. کمی زمان می برد تا محل مناسبی پیدا و آن را آماده کند. هنگامی که باز می گردد، یعنی نیم ساعت بعد، سم دیگر تأثیر خود را گذاشته است و سوسک همه میل و اراده خود را برای فرار کردن از دست داده است.
اگر از سوسک حمام (سوسری) مسموم شده تخمی را که زنبور زمرددر بدنش گذاشته خارج کنیم، یعنی پیش از این که لارو از تخم بیرون بیاید، شروع به غذا خوردن کند و فاز دگردیسی را سپری کند، روند تبدیل شدن سوسک به مرده متحرک در یک هفته از بین می رود. بدبختانه این مدت زمان برای سوسری آلوده به سم خیلی طولانی است. پیش از این که مغز سوسک فرصت بازگشت به وضعیت نرمال را پیدا کند، نوزاد زنبور دیگر حسابی سیر شده است و میزبان خود را کشته است.
در توانایی‌های حرکتی سوسری آلوده به سم، هیچ آسیبی وارد نمی شود ولی به واقع دیگر آمادگی استفاده از آن‌ها را ندارد. بدین ترتیب سم، حواس سوسک را از کار نمی اندازد، بلکه واکنش مغز حشره نسبت به آن را تغییر می دهد. حتی دانشمندان نشان داده اند که محرک‌هایی که به طور معمول رفتار فرار را بر می انگیزند مانند زمانی که به بال‌ها یا پاهای سوسک دست می زنیم به مغز حشره می‌رسند،
محرک‌ها صرفاً واکنش‌های رفتاری را تحریک نمی‌کنند.
در واقع سم برخی نورون‌ها را به گونه ای تغییر می‌دهد که کمتر فعال یا واکنش پذیر می شوند. به همین خاطر است که در سوسک حس ترس از بین می رود و از این که زنده زنده مدفون و خورده شود مقاومتی نشان نمی دهد. سم زنبور زمرد برای این که این عملکرد را روی سوسری داشته باشد نیازمند توکسین‌هایی است که مجراهای یونی مشخصی را روی غشای نورون‌ها هدف قرار می دهند، یعنی «مجراهای یونی کلری گابا» (GABA). گابا یا «گاما آمینوبوتیریک اسید»، یکی از مهم ترین میانجی‌های عصبی در سیستم عصبی جانوران است و نقش مهارکنندگی تحریکات عصبی نورون‌ها را بر عهده دارد. این میانجی عصبی در واقع با آزاد کردن ورودی مجراهای کلری فعالیت یک نورون را کاهش می دهد.
توضیح این عملکرد بدین شرح است: زمانی که کانال‌های کلری باز می شوند، یون‌های کلر (Cl-)توانایی عبور از غشای نورون را به دست می‌آورند. چه اتفاقی می افتد زمانی که علاوه بر آن‌ها یک کانال سدیم NA+نیز باز می شود، فرایندی که به طور معمول شامل آغاز واکنش‌های زیادی است که سبب فعالیت نورونی می شود؟ چگونه یون‌های منفی با یون‌های مثبت همراه می شوند؟ یون‌های کلر تقریباً با همان سرعت یون‌های سدیم از غشای سلولی عبور می کنند. بدین ترتیب، هنگامی که کانال‌های کلری باز هستند، حتی اگر یک نورون دستور فعال شدن را دریافت کند، هر نوع پتانسیلی برای حرکت کردن به یکباره متوقف می شود. با این حال، گابا یک مهارکننده محض نیست. مجراهای کلری به طور کامل اثر مجراهای سدیمی را خنثی نمی کنند، به طوری که یک محرک قوی می تواند تأثیر مهارشدگی یون‌های کلر را از میان بردارد. همین سیستم کرخت کنندگی است که به زنبور اجازه می دهد به میل خود سوسری را در تصرف خود درآورد. سم زنبور زمرد حاوی گابا و دو ترکیب دیگر است که آن‌ها نیز کانال‌های کلری را باز می کنند: «بتا آلانین» و «تائورین». این دو ترکیب نیز طوری عمل می کنند که جذب گابا توسط نورون‌ها متوقف شود، که این تأثیر مهارشدگی را طولانی تر می کند.
اگر این ترکیبات موجود در سم زنبور می توانند فعالیت مغزی را که سبب فرار سوسک می شود مهار کنند ولی نمی توانند خودشان به سوی نقاط خاص گره‌های عصبی در سر سوسک حرکت کنند، بلکه زنبور باید آن‌ها را مستقیماً در جهت نقطه مناسب گره‌های عصبی تزریق کند. این از خوش شانسی و لطف طبیعت در حق زنبور است که سم کرخت کننده سوسک، فلج شدگی موقت نیز در آن ایجاد
می‌کند. چرا که این بی حسی موقتی برای فراهم آوردن موقعیت به منظور تزریق سم در سر سوسک ضروری است. در واقع، گابا، بتا آلانین و تائورین به طور موقتی نورون‌های حرکتی را نیز از کار می اندازند. در نتیجه، زنبور برای ایجاد دو تأثیر بسیار متفاوت از یکدیگر فقط به یک سم احتیاج دارد.
از این لحظه به بعد، طعمه آرام و راکد است و زنبور می تواند انرژی خود را با شکستن شاخک‌های سوسک و مکیدن مقداری از مایع همولنف از بخش شکسته شاخک‌ها که برای سوسک به منزله خون، ولی بدون اکسیژن است، انرژی از دست رفته خود را دوباره به دست آورد. سپس قربانی خود را با استفاده از باقی مانده شاخک‌ها به آخرین آشیانه خود می‌برد، مانند سواری که دهانه اسب خود را محکم گرفته و آن را می راند. زنبور پس از رسیدن به لانه مورد نظرش، یک تخم درون یکی از پاهای سوسک می‌گذارد و سپس دهانه لانه را با کمک خرده‌های برگ و شن‌های ریز مسدود می کند.
انگار این دستکاری انجام شده روی سیستم مغزی سوسک به قدر کافی بی رحمانه نبوده است! چون سم زنبور یک اثر دیگر هم روی حشره به اسارت کشیده شده می گذارد که عبارت است از کند کردن متابولیسم آن! بدین ترتیب سوسک حمام به قدر کافی زنده خواهد ماند تا نوزادهای زنبور از آن به عنوان منبع غذایی تازه و مقوی بهره ببرند.
یکی از راه‌های اندازه گیری متابولیسم، سنجش میزان اکسیژن مصرفی در طول زمان است، چون همه جانوران برای تولید انرژی، اکسیژن دریافتی از غذا یا ذخیره چربی خود را می سوزانند. دانشمندان کشف کرده اند که اکسیژنی که سوسک‌های حمام گزیده شده مصرف می کنند بسیار بسیار کمتر از مقدار اکسیژنی است که سوسک‌های گزیده نشده و سالم می سوزانند. آن‌ها در ابتدا تصور می کردند که این متابولیسم کند شده ناشی از کم تحرکی و کرختی سوسک‌های قربانی است. با این وجود، آن‌ها به این مطلب پی برده اند که زمانی که با استفاده از مواد شیمیایی یا قطع کردن نورون‌ها در یک سوسک حمام بی حسی ایجاد می کنند، سوسک مدت زمان کمتری نسبت به سوسک گزیده شده توسط زنبور زمرد زنده می ماند.
به نظر می رسد که رطوبت و آب موجود در بدن سوسک حمام گزیده شده کلید بیشتر زنده ماندن آن باشد. دانشمندان به طور دقیق نمی دانند سم چگونه عمل می کند که سوسک حمام آب بدن خود را از دست نمی دهد. ولی کاری می کند که لارو زنبور هنگام بیرون آمدن از تخم با غذایی تازه و آماده رو به رو شود. لارو زندگی خود را با مکیدن همولنف سوسک حمام شروع می کند. سپس، چند روز بعد وارد شکم آن می شود تا آن را از هم بدرد و ببلعد، پیش از این که به شفیره تبدیل شود. حدود یک ماه بعد، یک زنبور جدید از لانه خارج خواهد شد در حالی که لاشه سوسک را در پشت سر رها کرده است.
سم زنبور زمرد تنها یک نمونه از سم‌های نوروتوکسین در میان حشرات است. بیش از
۱۳۰ گونه از این جنس شناخته شده اند که زنبور زمرد در زمره آن‌ها قرار می گیرد. خود جنس Ampulexبه گروهی بسیار بزرگ از راسته زنبورهای بسیار متنوع تعلق دارد که ده‌ها هزار گونه هستند (و شاید طبق نظر برخی حشره شناس‌ها صدها هزار گونه ناشناخته) و به خاطر اثر سمی که تزریق می کنند شناخته شده هستند. سیکل زندگی همه آن‌ها مخوف است: در مرحله بلوغ زندگی، آن‌ها مانند دیگر زنبورها و زنبورهای عسل تغذیه می کنند ولی در مرحله لاروی، غذایشان از جانوران دیگر تأمین می شود. آن‌ها نه به طور کامل حشراتی مستقل و نه به طور کامل حشراتی انگل در نظر گرفته می شوند؛ آن‌ها در واقع پارازیتوئید هستند.سوسک‌های حمام تنها هدف گونه‌های دیگر جنس زنبور زمرد نیستند؛ زنبورهای پارازیتوئیدی هم وجود دارند که تخم‌های خود را در بدن عنکبوت‌ها، کرم‌های پروانه و مورچه‌ها می گذارند.