Кто такие паразиты в экосистеме
Нашу планету населяют люди, животные, на ней растут деревья, травы, грибы. Но помимо полезных организмов, существуют и вредные, такие как паразиты. Почему в одних случаях они вредят, а в других приносят пользу? Паразиты относятся к чему, какова их классификация? Читайте в данной статье.
Продуценты
В основе любой экосистемы лежат живые и неживые организмы. Последние носят название абиотических факторов. Любая биотическая структура невозможна без продуцентов – живых существ, способных производить органические вещества, используя при этом неорганические. К ним относятся растения, процесс фотосинтеза которых происходит при помощи световой энергии. Растения, используя углерод, воду и определенные минеральные вещества, при воздействии на них хлорофилла способны синтезировать органические вещества.
Консументы
Это организмы, которые питаются готовыми органическими веществами. К ним относятся животные, люди, некоторые микроорганизмы, растения. А паразиты относятся к чему? Исходя из образа жизни, они являются консументами. А те бывают разных типов.
- Первичные или первого порядка. К ним относятся животные, пищей которых являются растения.
- Вторичные или второго и последующих порядков. Они питаются животной пищей, но в их рацион входят и растительные организмы, то есть первичные консументы. Это значит, что паразиты относятся к ним. Консументами являются и животные, потребляющие органические вещества. Основную энергию они получают от съеденных растений. Это является началом общей пищевой цепи. Хищники питаются тканями растительноядных животных, а также слабыми плотоядными. Паразиты существуют за счет других организмов, а их, в свою очередь, используют сверхпаразиты. Исходя из этого, следует, что паразиты относятся к консументам. Микроорганизмы-редуценты заканчивают пищевую цепь, возвращая органические вещества в минеральное состояние. Энергетический поток при этом постепенно теряет свою силу.
Редуценты
Это особая группа микроорганизмов и грибов, которые разрушают останки мертвых растений и животных, превращая их в воду и диоксид углерода. Таким образом, паразиты относятся к микроорганизмам, которые завершают этот цикл и возвращают разрушенные вещества снова в атмосферу, но в новом состоянии. Так происходит формирование пищевых цепочек, которые от продуцентов идут к консументам и редуцентам.
Паразиты относятся к редуцентам, так как они полностью соответствуют их описанию и образу жизни. Все составляющие пищевой цепи тесно связаны между собой. Они взаимодействуют четко: одни поглощают различные вещества, а другие их выделяют. Кислород и органические вещества синтезируют продуценты, а питаются и дышат ими консументы и редуценты.
Гетеротрофы
Это организмы, не способные синтезировать органическое вещество из неорганического. Поэтому другие организмы производят его, а гетеротрофы только получают в готовом виде. Гетеротрофы в сообществах – это различного порядка консументы и редуценты. Паразиты относятся к гетеротрофам, которыми также являются: люди и животные, растения и грибы, не способные к фотосинтезу микроорганизмы. У некоторых растений-гетеротрофов полностью отсутствует хлорофилл. К ним относится раффлезия и заразиха, а некоторые сохранили какую-то его часть. Например, повилика.
Растения-паразиты
Что они из себя представляют? К растениям-паразитам относятся такие, которые утратили способность к самостоятельному образованию органических соединений, то есть к процессу фотосинтеза. Они не вырабатывают химическую энергию для своего питания, а высасывают сок из растений-хозяев, которым и питаются. Чтобы выжить, паразиты присасываются к корням и стеблям культурных и дикорастущих растений. Теряя питательные вещества, растения-хозяева сильно ослабевают и не могут развиваться нормально. Начинают отставать в росте и чахнуть. На таких растениях плоды не вызревают.
К растениям-паразитам относятся некоторые разновидности повилик, такие как клеверные и люцерновые. У этих сорняков нет хлорофилла и корней. Они своими длинными, гибкими стеблями полностью обвивают растение-хозяина и внедряются в него. Стеблевые паразиты, к которым относится повилика, высасывают сок до тех пор, пока полностью не иссушат растение. Существуют и корневые паразиты, к которым относится заразиха. Она атакует корни подсолнечника, томатов, табака, конопли.
Растения-полупаразиты
Их рационом также являются питательные вещества растения-хозяина, к которому паразиты присасываются корнями или стеблями. Но полупаразиты обладают способностью к фотосинтезу. И еще, если растение-хозяин погибнет, сорняки-полупаразиты продолжают жить на нем самостоятельно. Примером является омела, у которой есть хлорофилл, и она обладает способностью к фотосинтезу. Какую-то часть пищи этот полупаразит добывает самостоятельно, пуская вглубь ткани растения-хозяина присоски.
Омела насчитывает много разновидностей, и почти все из них паразитируют на деревьях. Причем омела одного и того же вида спокойно живет на разных деревьях. Но в природе существуют такие подвиды, которые приспособлены к какой-то одной породе дерева. Например, если росток омелы сосновой поселится на груше и начнет разрушать ее, ткани дерева-хозяина омертвеют, а омела погибнет.
Грибы-паразиты
Их в природе насчитывается две тысячи видов. Для того чтобы выжить, грибы-паразиты используют доноров. Ими являются насекомые, животные, рыбы, растения. Местом поселения грибов могут быть мертвые деревья, животные или опавшая листва. К грибам-паразитам относятся ржавчинные грибы, головня, спорынья. Они поражают картофель, пшеницу, овес и другие растения. Это приводит к снижению урожайности.
К грибам-паразитам относятся аспергиллы и кордицепсы, местом поселения которых являются насекомые. У зараженной пчелы мицелий гриба аспергилла прорастает быстро. Это приводит к покрытию хитинового покрова насекомого белой оболочкой. Пчела погибает. Что касается гриба кордицепса, так он устраивается еще лучше: поселяется внутри гусеницы, питается ее внутренностями и прорастает наружу. Как только это случится, гусеница погибает. Наиболее вредоносными шляпочными грибами являются опенки и чешуйчатки.
Классификация паразитов
Она основывается на различных критериях. Рассмотрим некоторые из них. По месту обитания паразиты бывают:
- Внутренние, поселяющиеся внутри хозяйского организма.
- Внешние, живущие на поверхности тела хозяина.
По времени паразитирования в период развития:
- Постоянные – оказывают пагубное воздействие в течение всей жизни. Например, это трихомонада.
- Периодические – проявляются отдельными периодами. Например, плоские черви.
- Кратковременные – один или несколько раз сталкиваются на непродолжительное время с организмом хозяина. Это могут быть блохи, пиявки, клопы, комары.
По взаимосвязи паразита с хозяином:
- Безусловные – процесс развития паразита не может завершиться без посредника.
- Относительные – паразитируют на определенном этапе развития и жизни.
Еда, в какой бы то ни было форме, необходима для выживания живых существ. Миллионы лет эволюции привели к множеству стратегий добычи пищи, и эти различные взаимодействия являются тем клеем, который связывает экосистемы воедино.
Некоторые стратегии питания знакомы нам больше, например, плотоядные животные (и растения), которые едят других животных, и травоядные животные, питающиеся растениями. Тем не менее, существуют различные виды симбиотических отношений, которые связаны с более тесными и сложными взаимодействиями.
Мутуалистические отношения - это партнерство между организмами, при котором каждая из задействованных форм жизни приносит пользу другой.
Комменсализм - это когда один организм использует другой в своих целях, но не нанося ему явного вреда. Примером могут служить мхи, растущие на коре дерева.
Теперь рассмотрим странный мир паразитизма. Паразит - это живое существо, которое получает пищу и убежище от другого организма, нанося ему вред, но обычно не убивая. Более половины видов жизни на Земли в той или иной степени являются паразитами, а также практически каждый вид может играть хозяина.
Паразиты бывают разных форм и размеров: вирусы и бактерии, различные черви, растения, грибы, насекомые и даже птицы или млекопитающие. Они оказывают огромное влияние на живых существ и их популяции, а также являются основной причиной болезней у людей и других организмов. Как мы увидим ниже, получение необходимых питательных веществ из другого организма может привести к его ослаблению и повлиять на его плодовитость, но более широкие последствия паразитизма зачастую положительные.
Наш мир буквально кишит паразитами - некоторые из них невидимы, а других можно легко увидеть или ощутить. Есть несколько увлекательных примеров более изученных видов паразитов, которые могут помочь нам лучше их понять.
Примеры паразитов:
Грибы практически повсеместны, и многие виды паразитируют на других организмах. Некоторые из наиболее очевидных - те, которые встречаются на деревьях, и образуют множество грибковых тел. Хорошим примером является трутовик ложный осиновый (Phellinus tremulae). В отличие от большинства паразитов, многие грибы убивают дерево-хозяина. Но они косвенно приносят пользу другим видам, обеспечивая среду обитания, необходимую редким беспозвоночным, таким как осиновая бабочка (Hammerschmidtia ferruginea).
Даже некоторые растения имеют более темную, паразитарную сторону. Марьянник луговой (Melampyrum pratense) является частично паразитирующим видом на корнях ряда растений, включая чернику (Vaccinium myrtillus), в то время как на травах паразитирует мытник лесной (Pedicularis sylvatica) и погремок малый (Rhinanthus minor). Паразитические растения могут увеличивать разнообразие видов флоры в своей среде обитания, контролируя при этом большее количество доминирующих видов.
Появление галл на растении служит признаком того, что оно заражено паразитами. Эти аномальные образования являются ответом на некоторых паразитов, вторгающихся в ткани растения. Есть много индуцирующих галлы паразитов: грибы и цинипиды являются одними из наиболее распространенных. Цинипиды, к примеру, заставляют растение вырабатывать вещества, чтобы создать источник пищи и убежища для развития личинок. Растение страдает от нехватки энергии и питательных веществ, которые тратятся на дополнительный рост.
Некоторые галлы, такие как чернильные орешки на листьях дуба (вызванные осами), поддерживают сообщества насекомых, которые, в свою очередь, могут быть пищей для птиц. Посмотрите на крону березы, и вы увидите плотные структуры веток, которые очень похожи на гнезда птиц. Это результат заражения грибами вида - Taphrina betulina.
Кровь - это богатый источник питательных веществ, и есть много кровососущих (или гематофагов) беспозвоночных. Некоторые виды клещей и мошек относятся к числу наиболее опасных паразитов. Самки этих насекомых используют свои пронзительные ротовые части, чтобы питаться кровью теплокровных животных. Они делают это, чтобы получить белок, необходимый для питания их яиц.
Возможно, знание того, что личинки некоторых видов красных клещей паразитируют на взрослых мошках будет для вас небольшим утешением, после укуса мошки. Это ясно показывает, что паразитизм не дает вам иммунитета от паразитов: у большинства паразитов есть свои паразиты.
Паразитизм не всегда включает прямое питание за счет хозяина: некоторые виды используют питание или ресурсы хозяина. Кукушка (Cuculus canorus) хорошо известна привычкой подбрасывать свои яйца в гнезда мелких птиц - стратегия, известная как выводков паразитизм. Луговой конёк (Anthus pratensis) и лесная завирушка (Prunella modularis) - виды птиц, которые являются одними из самых распространенных жертв этой уловки.
Примечательно, что отдельные виды кукушки специализируются на паразитировании отдельных видов птиц. Они кладут яйца, которые соответствует по окрасу яйцам хозяина, таким образом маскируя их. Затем молодая кукушка становится намного больше, чем ее неудачливые хозяева и выталкивает настоящих птенцов из гнезда.
Кража пищи или клептопаразитизм - это когда животное получает свою пищу, похищая добычу, убитую другим животным. Преимущество воровства заключается в том, что животное может есть добычу, которую оно, возможно, не могло убить самостоятельно. Это также экономит энергию и снижает риски, связанные с охотой. Члены семейства вороновые часто используют эту стратегию, также как и хищные птицы. Среди млекопитающих, бурый медведь (Ursus arctos) и волк (Canis lupus) также иногда занимаются воровством убитой добычи.
Паразитоиды - это паразиты, которые в конечном итоге убивают своего хозяина. Они находятся где-то между хищником и паразитом. Есть много паразитоидных ос, откладывающих яйца в гнездах пчелы. Затем личинки осы питаются личинками пчел.
Больше, чем кажется на первый взгляд
Одно животное может быть хозяином широкого спектра паразитов. Как и в случае с взаимными отношениями, когда мы видим отдельное животное, мы на самом деле смотрим на целое сообщество жизненных форм. Например, паразиты благородного оленя (Cervus elaphus) были довольно хорошо изучены, и этот вид служит отличной иллюстрацией диапазона паразитов, обитающих в одном животном.
Среди внутренних или эндопаразитов - печеночная двуустка (Fasciola hepatica), различные черви и микроскопические кишечные паразиты. Внешние или эктопаразиты включают клещей, оленью кровососку (Lipoptena cervi) и личинки носоглоточного овода (Cephenemyia auribarbis).
Пути распространения
От вирусов до клещей, паразиты имеют множество стратегий для распространения с одного хозяина на другого. Вши, например, обычно передаются, когда оба хозяина контактируют между собой. Блохи ползают и прыгают на относительно большие расстояния, а клещи забираются на растения, и ждут, пока проходящий хозяин не зацепит их. Ржавчинные грибы и плесень распространяются с помощью спор, а другие паразитические грибы распространяются при контакте с корнями растений.
Мошка определяет местонахождение своих хозяев, обнаруживая химические сигналы, особенно углекислый газ, выделяемый при дыхании. Бактерия Borrelia burgdorferi, ответственная за болезнь Лайма, живет в кишечнике некоторых клещей и может передаваться другим организмам при укусе зараженного клеща. Это пример того, как паразит может использовать другого паразита в качестве средства передвижения (посредника) для заражения новых хозяев.
Роль паразитов
Паразиты оказывают мощное и комплексное влияние на популяции живых существ в экосистеме. Они играют ключевую роль в регулировании экстремальных колебаний численности в популяциях. Уменьшая фертильность, они также препятствуют тому, чтобы некоторые виды стали многочисленными, давая другим организмам шанс процветать.
Тенденция к естественному развитию экосистем в сторону разнообразия иллюстрируется тем фактом, что монокультуры, созданные людьми (например, поля пшеницы или хвойные плантации), часто подвержены паразитарным заболеваниям, и требует много сил, чтобы держать паразитов под контролем. Разнообразные экосистемы гораздо менее уязвимы для разрушительных эпидемий. Присутствие паразитов со временем способствует сохранению биоразнообразия.
Зяблик (Fringilla coelebs) иллюстрируют влияние паразитов на естественный отбор. Чем меньше паразитов у самцов, тем ярче пигменты в его перьях. Почему это имеет значение? Яркие цветные самцы более привлекательны для самок, так как их гены и иммунитет передаются следующему поколению. Это показывает, что паразиты могут фактически улучшить долгосрочное здоровье популяции.
Паразитизм также влияет на движения животных. Мошки, в частности, вынуждают благородных оленей мигрировать на возвышенности, где более хорошие места для выпаса.
Паразиты не имеют той же популярности, как некоторые "гламурные" виды. Хотя паразитизм вредит отдельным организмам, в более широком контексте эти увлекательные взаимодействия играют незаменимую роль в содействии здоровью и разнообразию экосистемы.
Защита от паразитов
Хозяин обычно пытается избавится от паразитов, где это возможно, и существует множество способов, которыми это может быть достигнуто. Благородные олени валяются в грязи, чтобы удалить эктопаразитов, таких как клещи. Ряд птиц, в том числе глухарь (Tetrao urogallus), избавляются от эктопаразитов с помощью муравьев, распыляющих свою защитную кислоту, которая помогает убивать птичьих паразитов.
Другая защита - это предотвращение. Блохи паразитируют на множестве теплокровных животных. Некоторые виды блох заражают гнезда хохлатых синиц (Parus cristatus). Это заставляет птиц менять места гнездования каждый год, увеличивая спрос на подходящие участки.
У скворца (Sturnus vulgaris) есть интересный способ справиться с паразитами, которые мучают птенцов. Самцы собирают ароматические растения для строительства гнезда. Ароматические масла в растениях повышают устойчивость птенцов к паразитам и повышают их шансы на выживание.
На микроскопическом уровне, некоторые из самых опасных паразитов - вирусы и бактерии, атакуются иммунной системой хозяина.
Разнообразие и подсчет общего количества видов существующих сегодня на планете Земля — это непростая задача. Тем не менее большинство специалистов сходится в одном: по крайней мере половина существующих сегодня видов являются паразитами, а по некоторым данным, даже больше. Этот факт должен заставить о многом задуматься. Если мы перейдем к вопросу о роли паразитов в экосистеме, то она очень масштабна. Паразиты включены в три четверти существующих экологических связей. Поскольку многие из них имеют очень сложные жизненные циклы, они, эксплуатируя хозяев разных трофических уровней, по сути цементируют экосистему, усиливают экологические связи между различными группами. Таким образом, отрицать важность этого компонента не представляется возможным.
Что касается научной значимости, еще до появления даже молекулярно-генетических методов Иринг на рубеже XIX–XX столетий предлагал использовать паразитов для достройки и прояснения непонятных моментов из эволюционной истории хозяев. Дело в том, что Иринг отталкивался от положения (и был прав в этом), что паразиты передаются от родителей к потомкам, при этом передача строго вертикальная. Получается, что паразит с хозяином должны иметь общую эволюционную историю. Таким образом, филогенетические деревья паразита и хозяина должны быть конгруэнтны, то есть одинаковы. В большинстве имеющихся исследований примерно так оно и получается. Какие-то несовпадения в этом моменте дают повод к трактовке, интерпретации, и такие нестыковки очень часто проясняют моменты из филогении хозяина, которые из самой филогении хозяина мы бы не получили. Зато паразиты нам позволяют прояснить эти перемещения. Прежде всего, нестыковки часто указывают на какие-то особенности колебаний ареала, перемещений хозяев по территории.
Еще один пункт, по которому паразиты могут быть очень полезны, — это разделение криптических видов хозяев. Криптические виды морфологически почти неразличимы, они различаются только генетически. Между тем паразиты в этом случае обычно не ошибаются. То есть смена, например, паразитофауны на протяжении ареала, как нам кажется, одного вида, возможно, указывает как раз на то, что мы имеем дело с комплексом криптических видов. Работы в данном направлении тоже известны. Паразит может указывать на вектор инвазии — например, в случае вселения каких-то видов на новую территорию. Он может указывать на то, откуда это вселение произошло.
Прикладная значимость для человека довольно забавный аспект. Казалось бы, какая польза может быть от паразитов? Тем не менее достаточно вспомнить гирудотерапию — это паразитотерапия, лечение паразитами, которое имеет гораздо более исторические корни, чем может показаться. Известен опыт лечения сифилиса в доантибиотиковый период с помощью маляриотерапии — это лечение заражением малярией, которая вызывает настолько высокотемпературную лихорадку, что возбудитель сифилиса в таких условиях погибал. Конечно, иногда и человек погибал, тем не менее данный метод существовал. Сегодня продолжение его таково, что в ряде стран, например, предложена паразитотерапия — заражение гельминтами в случае аутоиммунных патологий. Дело в том, что современная медицина все больше приходит к пониманию, что тот факт, что человек растет и развивается в условиях отсутствия гельминтов и очень низкого количества патогенов, приводит к резкому росту различных аутоиммунных заболеваний. Ряд паразитов может быть источником достаточно полезного сырья. Некоторые антикоагулянтные вещества на сегодняшний день успешно изолированы из слюнных желез клещей, и предполагается, что они могут использоваться, в частности, в терапии тромбозов и подобных заболеваний.
Вернемся к экологической роли. Тот факт, что экосистема сегодня трансформируется под влиянием в том числе потепления климата, признается. Но влияние этих процессов на паразитов не учитывается на сегодняшний день вообще никак. А между тем сейчас происходит сокращение численности видов вообще, и ряд специалистов говорят о так называемом шестом глобальном вымирании. Паразиты в нем не учтены никак. Хотя работы последних лет дают основания думать, что как раз паразиты будут играть основную роль в этом вымирании. Дело в том, что вымирание одного вида хозяина влечет за собой исчезновение нескольких видов паразитов. Напомню, что у нас нет хозяев, свободных от паразитов. То есть каждый свободноживущий вид обязательно является чьим-нибудь хозяином, кого-нибудь он на себе или в себе носит и, скорее всего, в разных местах. Таким образом, возникает необходимость оценки скрытых потерь биоразнообразия.
После первых работ Виндзора появился термин coextinction — совымирание, то есть вымирание паразита вслед за хозяином. Такое вымирание более драматично не только в силу массовости, а еще в силу того, что паразиту для поддержания собственной численности необходима некая минимальная численность хозяев. То есть хозяин, может быть, еще не вымер, какая-то его популяция существует, а паразита уже нет. Это нередкая картина на сегодняшний день. Как пример можно привести калифорнийского кондора, который существует в пределах сотни особей на сегодняшний день. Специалисты надеются, что вид удастся сохранить. А между тем его специфичный пухоед, судя по всему, уже погиб.
Возникает вопрос: какие паразиты наиболее уязвимы? Во-первых, под наибольшей угрозой находятся паразиты более крупных животных в силу того, что у них меньше численность, — это слоны, китообразные. Во-вторых, видимо, уязвимыми оказываются паразиты, ассоциированные с пойкилотермными хозяевами, то есть хозяевами с непостоянной температурой тела, поскольку они хуже изолированы от воздействия внешней среды, в отличие от паразитов теплокровных. Это прежде всего черепахи, поскольку их численность резко сокращается. Возникает резонный вопрос: что нам делать с охранным статусом и имеются ли вообще прецеденты? В Красной книге, насколько мне известно, есть единственный вид паразитов — это вошь кистеухой свиньи. Более того, в каких-то широких, развернутых программах по сохранению биоразнообразия на сегодняшний день паразиты никак не задействованы, несмотря на то что программы по сохранению отдельных паразитов уже существуют.
Паразитизм – не взаимные отношения между организмами разных видов, когда один организм, паразит, живет за счет других, хозяев. Традиционно словом паразит называют организмы с жизненными стадиями, которым нужен больше, чем один хозяин (например, Taenia Solium). Сейчас они называются макропаразитами (как правило, простейшими и гельминтами). Паразиты теперь также относятся к макропаразитам, которые, как правило, маленькие, такие как вирусы и бактерии, и могут напрямую перемещаться к разным хозяевам одного вида. Примеры: паразиты растений омелы и кускута, и организмы, такие как нематоды.
. важно изменить свои предпочтения в еде и создать здоровую сбалансированную диету, богатую клетчаткой и полезными бактериями. Глисты – паразиты, которые могут поразить как детский, так и взрослый организм. Хотя всё же вероятность того, что они появятся у детей выше. Существует .
В отличие от хищников, паразиты, как правило, гораздо меньше хозяев, оба они являются частным случаем потребительски-ресурсного взаимодействия. Паразиты показывают высокую степень специализации, и воспроизводятся более быстрыми темпами, чем их хозяева. Классические примеры паразитизма включают взаимодействие между позвоночными животными и другими животными, такими как ленточные черви, сосальщики, например, вид Plasmodium, и блохи.
Паразитизм отличается от паразитных отношений тем, что паразиты обычно убивают своих хозяев. Паразитоидизм происходит у тех же организмов, у которых происходит паразитизм.
Паразиты, в общем, ухудшают физическое состояние хозяев или вызывают особые патологии, такие как паразитарная кастрация и нарушение вторичных половых признаков, что приводит к изменению поведения хозяина. Паразиты улучшают свое физическое состояние за счет эксплуатации ресурсов хозяина, необходимых для их выживания, например, пищи, воды, тепла, среды обитания, и передачи.
Несмотря на то, что суть паразитизма недвусмысленна, во многих случаях она является частью континуума типов взаимодействий между видами, а не эксклюзивной категорией. Особое взаимодействие между видами - это одно из определений паразитизма. Во многих случаях трудно доказать, что хозяин пострадал. Иногда трудно заметить видимую специализацию паразита, либо взаимодействие между организмами может быть недолгим.
Типы паразитов
Паразиты классифицируются на основе их взаимодействия с хозяевами и на основе продолжительности их жизненного цикла.
Паразиты, которые живут на поверхности хозяев, называют эктопаразитами (например, некоторые клещи). Тех, которые живут в телах хозяев, называют эндопаразитами (включают всех паразитических червей). Эндопаразиты могут существовать в одной из двух форм: межклеточные паразиты (обживают пространство в теле хозяина) или внутриклеточные паразиты (обитают в клетках тела хозяина). Внутриклеточные паразиты, такие как простейшие, бактерии или вирусы, как правило, полагаются на третий организм, который называется перевозчиком или вектором. Перевозчик перевозит паразитов к хозяину. Примером такого взаимодействия является передача малярии, вызванной простейшими из рода Plasmodium человеку через укус комара anopheline. Этих паразитов, живущих в промежуточном положении, которые к тому же полу-эктопаразиты, иногда называют мезопаразитами.
Эпипаразиты питаются другими паразитами. Эти отношения также иногда называют гиперпаразитизм, их можно наблюдать на примере простейших, гиперпаразитов, живущих в пищеварительном тракте блох, которые живут на собаках.
Социальные паразиты пользуются взаимодействиями между членами социальных организмов, таких как муравьи или термиты. При клептопаразитизме, паразиты едят пищу, собранную хозяином. Примером может служить выводоковый паразитизм, практикующийся многими видами кукушек и воловьей птицы, которые не строят собственные гнезда, а откладывают яйца в гнезда других видов и оставляют их там. Хозяева выступают в роли "няни", они выращивают птенцов как своих собственных. Если хозяин разбивает яйца кукушки, некоторые кукушки возвращаются и нападают на гнездо, чтобы заставить птицу-хозяина остаться объектом паразитизма. Паразитизм воловьей птицы не обязательно вредит выводку своего хозяина; однако, кукушка может разбить одно или несколько яиц, чтобы хозяин ничего не заметил, кроме того, молодые кукушки могут бросать яйца хозяина и его птенцов из гнезда.
Также возможны внутривидовые различия при социальном паразитизме. Одним из примеров этого является паразитный уход, при котором некоторые виды принимают молоко от неродственных самок. У капуцинов, самки с более высоким статусом иногда принимают молоко от самок с более низким статусом без взаимного обмена. Высокопоставленные самки получают выгоду за счет самок с низким статусом.
Паразитизм может осуществляться в форме изолированного обмана или эксплуатации при более обобщенном мутуализменном взаимодействии. Например, классы растений и грибов обмениваются углеродом и питательными веществами при общих мутуализменных микоризных отношениях, однако некоторые виды растений известны как мико-гетеротрофы "обманывают", принимая углерода от грибов, не возвращая его обратно.
Паразитоиды - организмы, у которых развитие личинок происходит внутри или на поверхности другого организма, что приводит к смерти хозяина. Это означает, что взаимодействие между паразитоидом и хозяином принципиально отличается от отношений истинных паразитов, и имеют некоторые характеристики хищников.
Аделфо-паразит – это паразит, у которого вид хозяина тесно связан с паразитами, зачастую они являются членами той же семьи или рода. Примером этого является цитрусовая мошка паразитоид, Encarsia perplexa, у несозревших самок этого вида внутри лежат гаплоидные яйца с полностью развитыми личинками. Это отражается на производстве мужского потомства. Морской червь Bonellia viridis имеет аналогичную репродуктивную стратегию, но с личинками-планктоном.
Иммунная система реагирует на паразитов по-разному, от морфологических проявлений до поведенческих. В некоторых случаях, растения вырабатывают токсины для отпугивания грибов и бактерий-паразитов. У позвоночных животных есть комплекс иммунной системы, которая может распознавать паразитов через контакты с жидкостями. Животные, как известно, прибегают к поведенческой обороне, примерами которой является избегание овцами открытых пастбищ весной, когда яйца аскариды, накопленные за предыдущий год, массово вылупляются; употребление алкоголя, инфицированного плодовыми мушками, служит в качестве лекарства от паразитов, рождающихся в крови. У человека, можно заметить, как увеличивается иммунитет к паразитам по антителам иммуноглобулина Е.
Биотропический паразитизм – общее явление, которое возникало независимо много раз в ходе эволюции. В зависимости от используемого определения, по меньшей мере, половина всех животных проходила, по крайней мере, одну паразитическую фазу из общего жизненного цикла, также как и растения и грибы. Кроме того, почти все свободно живущие животные являются хозяином для одного или более паразитического таксона.
Паразиты развиваются в ответ на защитные механизмы их хозяев. В результате работы защитных сил организма хозяина, некоторые паразиты развивают адаптацию, которая является специфической для определенного таксона хозяина, специализирующаяся на точке, где они заражают паразитов только одного вида. Такая узкая специфичность хозяина может дорого стоить в течение эволюционного времени, если виды хозяев вымрут. Поэтому многие паразиты могут инфицировать различные более или менее тесно связанные виды хозяев, с разным уровнем успеха.
Защитные силы организма также эволюционируют в ответ на нападения паразитов. Теоретически, паразиты могут иметь преимущество в этой эволюционной гонке вооружений, потому что их время поколений обычно короче. Хозяева воспроизводятся менее быстро, чем паразиты, и, следовательно, имеют меньше шансов адаптироваться, что паразиты делают в течение определенного промежутка времени.
В некоторых случаях, виды паразитов могут одновременно эволюционировать с таксонами хозяина. Долгосрочные коэволюции иногда приводят к относительно стабильным отношениям, стремящимся к комменсализму или мутуализму, так как, при прочих равных, это в эволюционных интересах паразита, чтобы его хозяин процветал. Паразит может развиваться, чтобы стать менее вредным для хозяина или хозяин может развиваться, чтобы справиться с неизбежным присутствием паразита, до такого состояния, что отсутствие паразита приводит к ухудшению состояния хозяина. Например, животные часто заражены паразитическими червями, которые приносят вред, такие инфекции могут также снизить распространенность и последствия аутоиммунных расстройств у животных-хозяев, включая человека.
В конкуренции между паразитами, как правило, побеждают виды с более быстрым воспроизведением и более опасные. Паразиты, жизненный цикл которых включает в себя смерть хозяина, чтобы выйти из настоящего хозяина и иногда для перехода к следующему, развиваются, чтобы быть более опасными или даже изменяют поведение или другие характеристики хозяина, чтобы сделать его более уязвимым для хищников. Паразиты, которые воспроизводятся от потомков предыдущих хозяев, как правило, становятся менее опасными или симбионтами, так что хозяева воспроизводятся более эффективно.
Презумпция общей эволюционной истории между паразитами и хозяевами иногда может выяснить, как таксоны хозяина связаны между собой. Например, ходили споры о том, с кем фламинго более тесно связаны - с аистами и их родственниками, или утками, гусями и их родственниками. Тот факт, что у фламинго и уток и гусей одинаковые паразиты доказывает, что эти группы могут быть более тесно связаны друг с другом, чем с аистами.
Паразитизм является частью эволюционного объединения вторичных половых признаков при разведении мужчин во всем животном мире, такие как оперение самцов павлина и грива львов. Согласно этой теории, женщины-хозяева выбирают мужчин для разведения на основе этих характеристик, поскольку они показывают устойчивость к паразитам и других заболеваний.
В редких случаях, паразит может происходить от совместного видообразования с хозяином. Одним из наиболее замечательных примеров совместного видообразования - между обезьяньим пенистым вирусом (SFV) и его хозяином-приматом. В одном исследовании филогенеза из SFV-полимеразы и митохондриальной цитохромоксидазы были сопоставлены субъединицы II от африканских и азиатских приматов. Удивительно, что филогенетические деревья были очень конгруэнтны в порядке ветвления и расхождения. Таким образом, обезьяний пенистый вирус, возможно, имеет совместное видообразование с приматами Старого Света, по крайней мере, 30 миллионов лет.
Один вид паразитов обычно распределен на разные группы людей, что означает, что большинство хозяев питает несколько паразитов, в то время как несколько хозяев питают подавляющее большинство паразитов. Это создает значительные проблемы для студентов, изучающих паразитарную экологию: следует избегать использования статистических параметрических данных. Преобразование данных перед применением параметрического теста, или использование непараметрической статистики рекомендуется многими авторами. Однако это может привести к дальнейшим проблемам. Таким образом, современная количественная паразитология основана на более продвинутых биостатистических методах.
У хозяев существуют отдельные участки обитания, которые могут быть заняты паразитами. Для описания паразитарных комплексов в разных частях хозяев используется иерархический набор терминов.
Все паразиты одного вида живут в одном хозяине.
Все паразиты одного вида живут в популяции хозяина.
Все паразиты всех видов живут в одном хозяине.
Все паразиты всех видов живут в популяции хозяина.
Все паразиты всех видов живут во всех видах хозяев в экосистеме.
Тем не менее, различные виды паразитарных комплексов находили у хозяев-индивидов и популяций, и многие из моделей, наблюдающихся у свободно живущих организмов, также широко распространены среди паразитарных комплексов. Наиболее известным из них является интерактивно-изоляционистский континуум. Он предполагает, что паразитарные комплексы происходят от резкой сукцессии интерактивных сообществ, где ниши насыщены и высока межвидовая конкуренция, до изоляционистских сообществ, где есть много свободных ниш и межвидовое взаимодействие не так важно, как случайные факторы в обеспечении структуры сообщества. Так ли это, или сообщество моделей просто отражает суммы основного распределения видов (никаких реальных "структур" в сообществе не существует), до сих пор не установлено.
Эксперимент, опубликованный в 2000 году, анализирует две разные популяции улиток из двух разных источников, озера Иансе и озера Поэруа в Новой Зеландии. У населения наблюдалось два вида паразитов (дигенетических трематодоидов), которых они получили из того же озера. В ходе эксперимента, улитки были инфицированы симпатрическими паразитами, аллопатрическими паразитами и смешанными источниками паразитов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что паразиты заразили с более высокой эффективностью симпатрических улиток, но не аллопатрических. Хотя аллопатрические улитки по-прежнему были заражены паразитами, инфекции было намного меньше по сравнению с симпатрическими улитками. Таким образом, была обнаружена способность паразитов приспосабливаться к инфицированной популяции местных улиток.
Паразиты обитают в живых организмах и, следовательно, сталкиваются с проблемами, с которыми не сталкиваются свободно живущие организмы. Хозяева, единственное место обитания, в котором паразиты могут выжить, активно стараются избегать, оказывать сопротивление и уничтожать паразитов. Паразиты используют многочисленные стратегии для перехода от одного хозяина к другому, и этот процесс иногда называют паразитарной передачей или колонизацией.
Некоторые эндопаразиты заражают хозяина, проникая в его внешние поверхности, в то время как другие поступают в организм через рот. Оказавшись внутри хозяина, взрослым эндопаразитам нужно выпустить потомство во внешнюю среду для заражения других хозяев. Многие взрослые эндопаразиты находятся в желудочно-кишечном тракте хозяина, где потомство можно выпустить вместе с экскрементами хозяина. Взрослые стадии ленточных червей, колючеголовых червей и большинство сосальщиков используют этот метод.
Среди простейших эндопаразитов, таких как малярийные паразиты и трипаносом, инфекция в крови хозяина транспортируется к новым хозяевам путем укусов насекомых, или переносчиков инфекции.
Личиночные стадии эндопаразитов часто заражают определенную часть хозяина, а не кровь или желудочно-кишечный тракт. Во многих таких случаях, личиночным эндопаразитам нужно, чтобы их хозяина съел другой хозяин в жизненном цикле паразитов для того, чтобы выжить и размножаться. Кроме того, личинки эндопаразитов может иметь этапы свободно живущих паразитов при передаче, которые мигрируют через ткани хозяина во внешнюю среду, где они активно ищут или ждут других хозяев. Данные стратегии используются, в разное время, личиночными стадиями глистов, колючеголовыми червями, сосальщиками и паразитическими круглыми червями.
Некоторые эктопаразиты, такие как черви моногенеи, полагаются на прямые контакты между хозяевами. Эктопаразитарные членистоногие рассчитывают на контакты хозяин-хозяин, например, вши, также на откладывание яиц, которые выживают без хозяина, например, блохи, или ждут во внешней среде встречи с хозяином, например, клещи. Некоторые водные пиявки находят хозяев, ощущая движения, и атакуют только при определенных температурных сигналах и химических раздражителях.
Некоторые паразиты изменяют поведение хозяина, чтобы премещение к другим хозяевам было более вероятно. Например, в солончаках Калифорнии, трематода Euhaplorchis californiensis снижает способность ее хозяина киллифиш избегать хищников. Этот паразит созревает в белой цапле, которая, скорее всего, питается больше инфицированными киллифишами, чем незараженной рыбой. Другим примером является простейшее Toxoplasma gondii, паразит, который созревает в кошках, но может переноситься многими другими млекопитающими. Неинфицированные крысы избегают запаха кошки, но крысы, инфицированные T. gondii тянутся к этому запаху, что может увеличить передачу на хозяев кошек.
Роль в экосистеме
Изменение поведения зараженных хозяев для более вероятного переселения на других хозяев, является одним из способов влияния на структуру экосистемы паразитами. Например, в случае Euhaplorchis californiensis (см. выше) вполне возможно, что виды местных хищников и жертв были бы другими, если бы этот паразит отсутствовал в системе.
Хотя паразиты часто не рисуются в изображениях пищевых сетей, они обычно занимают первые позиции. Паразиты могут функционировать как ключевые виды, снижая доминирование высших конкурентов и позволяя конкурирующим видам сосуществовать.
Поведение животных, как правило, мотивировано определенными механизмами, которые способствуют определенным действиям. В большинстве случаев, эти механизмы являются результатом взаимодействия человека с окружающей средой, но некоторые паразиты взаимодействуют и управляют этими механизмами для получения поведения, выгодного паразитам. Паразиты, как известно, резко влияют на поведение животных. Паразиты чаще всего влияют на центральную нервную систему (ЦНС) для изменения поведения животных. Влияя на гормональные секреции или физическую реструктуризацию, паразиты успешно изменяют функции тела животного, как оно обеспечивает жизнедеятельность, интерпретирует и реагирует на сообщения. Некоторые паразиты, например токсоплазмы, разновидности вакуолей, которые путешествуют через нервную систему, прерывают основные функции в интраневральных связях. Изумрудная оса изменяет поведение путем введения инъекции яда прямо в мозг хозяина, что приводит к гипокинезии. Жизненные циклы паразитов могут инфицировать одиночных хозяев или несколько хозяев. Прямые жизненные циклы связаны с одним хозяином, в то время как косвенные жизненные циклы, или сложные жизненные циклы, имеют ряд промежуточных хозяев для завершения жизненного цикла. Косвенные жизненные циклы, вероятно, возникли в целях повышения эффективности распространения новых хозяев. С помощью посредника, ДНК паразита может распространиться на несколько хозяев вместо того, чтобы находиться только в одном хозяине, поэтому перенос ДНК более перспективен. В некоторых случаях, посредник-хозяин случаен.
Toxoplasma gondii является известным случаем непреднамеренного хозяина-посредника. Как правило, Toxoplasma заражает животных из семейства кошачьих, и ооциты выпадают с калом. Когда грызуны потребляют фекалии, они заражаются, и паразит начинает менять их поведение. Грызуны становятся смелее и меньше боятся кошек. Toxoplasma, начала инфицировать и людей. При этом поведение человека изменяется аналогичным с грызунами образом. Кроме того, Toxoplasma связана со случаями шизофрении.
Хотя паразиты, как правило, считаются вредными, искоренение всех паразитов не будет полезно. Видов паразитов половина или больше от общего количества видов в экосистеме, они выполняют важную экологическую роль (ослабление добычи). Экосистеме потребуется некоторое время, чтобы приспособиться к существованию без паразитов. Без паразитов организмы могут бесполо размножаться, что приведет к уменьшению разнообразия половой диморфной особенности. Паразиты предоставляют возможность для передачи генетического материала между видами. В редких, но важных случаях, это может способствовать эволюционным изменениям, которые иначе не могли бы произойти, или противном случае для этих изменений потребуется больше времени.
Читайте также: