Стратегия жизни паразита всегда направлена на гибель хозяина
Обновлено: 24.04.2024
В.Н. Михеев из Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН на основе уже известного материала и собственных новых данных наглядно демонстрирует различие между стратегиями гетероксенных и моноксенных паразитов в манипулировании поведением своих хозяев – рыб. Автор напоминает, что манипулирующий хозяином паразит, по определению Ричарда Докинза, расширяет границы своего фенотипа, т.е. воздействие генов паразита не ограничивается организмом собственно паразитической особи, но и простирается на организм его хозяина.
Однако манипуляции могут принимать различные формы в зависимости от конкретных нужд паразита и образа жизни хозяина. В.Н. Михеев приводит результаты трех собственных экспериментов с молодью микижи Oncorhynchus mykiss (камчатской сёмги). Молодые лососевые рыбы способны переключаться со стайного поведения (в толще воды) на территориальное (на мелководье). Стайное поведение более слажено и кооперативно, а территориальное – конкурентно и агрессивно.
В следующем сценарии участвовали те же герои: O. Mykiss и D. Spathaceum, но молодь микижи могла вести территориальный образ жизни. В аквариуме с темными и светлыми участками дна и зараженные, и здоровые рыбы стремились занять темные участки, на фоне которых они менее были бы заметны для хищных птиц. Зараженные рыбы, как и в первом случае, сначала имели низкую подвижность и держались более компактно, чем контрольные. Далее стаи распадались, а агрессивность усиливалась и к моменту полной зрелости паразита более чем в два раза превышала агрессивность здоровых особей. Казалось бы, инфицированные рыбы с таким поведением должны успешно отвоевывать безопасные участки дна, но при ссаживании со здоровыми собратьями они показали почти полную неконкурентоспособность. Таким образом, из-за некооперативного и неадаптивного поведения территориальные рыбы лишаются своих убежищ и, аналогично стайным, становятся более доступными для хищных птиц.
В каждом из описанных случаев наблюдалась согласованность модифицированного поведения хозяина с потребностями паразита. Гетероксенный паразит делал промежуточного хозяина доступным для хищника – в нужное для паразита время и адекватным экологической ситуации способом; моноксенный – уплотнял стаи рыб, что облегчало ему поиск как нового хозяина, так и брачных партнеров. Эти факты свидетельствуют о том, что мы имеем дело с адаптивными манипуляциями поведением рыб, возникшими в результате совместной эволюции паразита и хозяина.
Паразитические организмы поражают любые ткани и способны вызывать самые страшные заболевания, нередко со смертельным исходом. Однако некоторые паразиты сумели добиться большего: они превращают пораженных ими индивидов в зомби. Среди зомбирующих паразитов есть одноклеточные споровики, сумчатые грибы, круглые и другие черви. Примечательный случай зомбирования являет сумчатый гриб Ophiocordyceps, споры которого поселяются в голове муравья-древоточца, вынуждая хозяина влезать на невысокую травинку и челюстями вцепляться на теневой стороне листа в его центральную жилку; затем муравей умирает, а гриб прорастает и дает споры (рис. 1).
Зомбирующим паразитам посвящен целый номер The Journal of Experimental Biology, собравший под своей обложкой статьи не только профессиональных паразитологов, но нейропсихологов, специалистов по поведению животных, экологов и эволюционистов. Закопёрщиком номера и предшествовавшей ему конференции выступили редакторы журнала Майкл Дикинсон (Michael Dickinson) и Дженис Уикс (Janis Weeks), которые пригласили для совместной работы физиолога Шелли Адамо (Shelley Adamo) из канадского Университета им. Далхаузи (Dalhousie University) и эпидемиолога Джоанн Уэбстер (Joanne Webster) из лондонского Имперского колледжа (Imperial College London).
Рис. 2. Распределение серотонина (прокрашен зеленым) в мозге здорового (слева) и зомбированного (справа) скребнем (колючеголовым червем) бокоплава гаммаруса. olf и opt — обонятельные и зрительные участки соответственно. Стрелками показаны нейроны тритоцеребрума (заднего отдела головного мозга). Длина масштабной линейки 100 мкм. Рисунок из статьи: Simone Helluy. Parasite-induced alternations of sensorimotor pathways in gammarids: collateral damage of neuroinflammation? в The Journal of Experimental Biology
Эколог Роберт Поулин (Robert Poulin) из новозеландского Университета Отаго (University of Otago) отметил, что паразит, меняя определенные особенности поведения хозяина, способен изменить саму его индивидуальность. Паразиты, скажем плоские черви сосальщики, расчленяют целостное поведение своего второго промежуточного хозяина — рачка-бокоплава или небольшой рыбешки — на отдельные поведенческие реакции и выстраивают их в нужном для себя порядке (рис. 3). Бокоплав всплывает на поверхность водоема и начинает активно двигаться, чем привлекает к себе внимание утки (окончательного хозяина). Здоровые рачки совершают активные движения только на глубине, а оказавшись на поверхности, замирают.
Рис. 3. Жизненный цикл нескольких видов (указана их родовая принадлежность) зомбирующих пресноводных сосальщиков из Новой Зеландии. Улитки являются первичными промежуточными хозяевами, бокоплавы или бычки — вторичными, птицы или угри — окончательными. P — переход к новому хозяину-хищнику. Рисунок из обсуждаемой статьи: Robert Poulin. Parasite manipulation of host personality and behavioural syndrome в The Journal of Experimental Biology
Иногда зомбирующие паразиты забредают не туда, что не мешает им по-своему распоряжаться случайным хозяином. Такое явление обсуждают ирландские паразитологи Селия Холлэнд (Celia Holland) из Тринити-колледжа (Дублин) и Клэр Хэмилтон (Clare Hamilton) из Дублинского университетского колледжа. Например, паразитический круглый червь Toxocara canis вместо собаки может оказаться в теле ее хозяина — человека. Чтобы заполучить червя и токсокароз не обязательно есть с собакой из одной тарелки, достаточно погладить зараженное животное. (В США токсокароз превратился в одну из самых распространенных инфекций среди бедного населения.) Для червя человек — вариант тупиковый, поскольку он остается на личиночной стадии. Но если у собаки паразит обитает в кишечнике, не причиняя ей большого вреда, то у человека селится в мозге, вызывая слепоту, расстройство памяти и слабоумие. Кроме того, дети, страдающие токсокарозом, стремятся больше времени проводить в местах, где есть опасность подхватить еще больше паразитов.
Паразитам далеко не всегда выгодна быстрая гибель зомбированного промежуточного хозяина, ведь его нужно вывести именно на окончательного хозяина или заразить как можно больше таких хозяев. В таком случае, как установила группа французских исследователей, возглавляемая Фанни Мор (Fanny Maure) из подразделения Национального центра по научным исследованиям в Монпелье (MIVEGEC), паразиты выступают в роли телохранителей. Например, комар Anopheles, зараженный малярийным плазмодием, сосет кровь меньше времени, чем здоровое насекомое. Поэтому опасность быть убитым для него снижается.
Специалист по поведению Аджай Вьяс (Ajai Vyas) из Наньянского технологического университета (Nanyang Technological University) в Сингапуре обнаружил, что между инфицированными крысами токсоплазма может передаваться половым путем, причем самок привлекают именно самцы, зараженные эти паразитом. И это не случайно: такие самцы производят больше тестостерона. Правда, со временем глупеют. Нечто похожее, по мнению паразитолога Ярослава Флегра (Jaroslav Flegr) из чешского Карлова университета (Прага), наблюдается у людей, зараженных этим споровиком: у мужчин замедляются реакции, связанные с необходимостью принимать решения, но в среднем они оказываются более мускулистыми и даже высокими, чем здоровые индивиды.
Источники:
1) Shelley Anne Adamo. Parasites: evolution’s neurobiologists // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 3–10.
2) Frank Cézilly, Adrien Favrat, Marie-Jeanne Perrot-Minnot. Multidimensionality in parasite-induced phenotypic alterations: ultimate versus proximate aspects // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 27–35.
3) Jaroslav Flegr. Influence of latent Toxoplasma infection on human personality, physiology and morphology: pros and cons of the Toxoplasma-human model in studying the manipulation hypothesis // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 127–133.
4) Simone Helluy. Parasite-induced alternations of sensorimotor pathways in gammarids: collateral damage of neuroinflammation? // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 67–77.
5) Celia V. Holland, Clare M. Hamilton. The significance of cerebral toxocariasis: a model system for exploring the link between brain involvement, behavior and the immune response // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 78–83.
6) David Hughes. Pathways to understanding the extended phenotype of parasites in their hosts // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 142–147.
7) Kevin D. Lafferty, Jenny C. Shaw. Comparing mechanisms of host manipulation across host and parasite taxa // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 56–66.
8) Fanny Maure, Simon Payette Daoust, Jacques Brodeur, Guillaume Mitta, Frédéric Thomas. Diversity and evolution of bodyguard manipulation // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 36–42.
9) Janice Moore. An overview of parasite-induced behavioral alternations — and some lessons from bats // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 11–17.
10) Robert Poulin. Parasite manipulation of host personality and behavioural syndrome // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 18–26.
11) Ajai Vyas. Parasite-augmented mate choice and reduction in innate fear in rats infected by Toxoplasma gondii // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 120–126.
12) Joanne P. Webster, Maya Kaushik, Greg C. Bristow, Glenn A. McConkey. Toxoplasma gondii infection, from predation to schizophrenia: can animal behaviour help to understand human behaviour? // The Journal of Experimental Biology. 2013. V. 216. P. 99–112.
Паразиты-некротрофы используют хозяина, вызывая его смерть от недостатка питательных веществ или побочных эффектов от жизнедеятельности паразита (например, таким паразитом для человека является бактерия-возбудитель чумы). Паразиты-некротрофы в случае, когда они могут выживать после смерти хозяина, называются паразитоидами. Паразиты-биотрофы обычно не приводят к смерти хозяина и не могут выжить в случае его смерти. Такими паразитами, например, являются многочисленные вирусы.
парашиту будет не выгодна смерть хозяина так как он живёт за счёт человека, то есть питается тем, что есть в нем.
Новые вопросы в Биология
Tь его. Удалось 7. Выясните при помощи лупы и микроскопа строение опахала. Найдите бородки первого и второго порядка, а также крючочки, при помощи кот … орых бородки второго порядка соединяются между собой. ером В чем 7 классса вопрос стр 145
Срочно даю 50 балов Акаталазія зумовлена рідкісним аутосомним рецесивним ге но. У гетерозигот активнiсть каталази дещо знижена. Жінказ нормальною акт … ивністю каталази взяла шлюб із чоловіком зі зниженою активністю каталази. Яка вірогідність народження в цій сім'ї дітей без аномалій, якщо в обох дідусів знижена ак тивність каталази, а в обох бабусь нормальна активність цього ферменту?
Составить рейтинг животных по принципу Самый сильный, самый быстрый, самый маленький, самый большой, самый неподвижный, самый малочисленный вид. даю 3 … 0 баллов пж помогите
4. Какой признак не характерен для яйцеклетки человека? а) значительно меньше соматических клеток; б) неподвижно; (c) его генотип отличается от геноти … па стволовой клетки, из которой он был получен; (г) имеет высокое содержание питательных веществ; д) имеет гаплоидный набор хромосом.
На рисунке представлена экосистема а) Используя данные на рисунке, составьте экологическую пирамиду.b) объясните переход энергии и веществ в экологич … еской пирамиде.
2. У морських свинок ген довгої шерсті домінує над геном короткої шерсті. Яке потомство (відносно шерсті) слід чекати в першому гібридному поколінні в … ід схрещування довгошерстних гетерозиготних морських свинок? Дано розв'язування
при скрещивании линии хлопчатника с рыжей и зелёной окраской волокна в первом поколении гибридов f1 получены растения с рыжей окраской волокна точка п … ри самоопылении гибридов f1 f2 полученное в основном растения с рыжей окраской волокна, частично-с зелёной окраской волокна и в очень незначительном количестве растения с белым волокном чем объясняется это явление?
Пожалуйста, напишите пример описания продукта проекта (буклет по клонированию) для заключения. Заранее спасибо)
Выберите номера верных утверждений 1. Среди паукообразных есть представители с двумя парами ног. 2. Протогиния - одно из приспособлений к перекрестном … у опылению у растений. 3. Основу молекулы хлорофилла составляет железо. 4. У вымерших и современных птиц отсутствуют зубы. 5. Цепни паразитируют в печени млекопитающих и человека. 6. Циклоидная чешуя в течение жизни рыб не сменяется. 7. Клетки эпителия имеют полярное строение. 8. Все кости черепа человека прочно соединены швами. 9. Половое поколение растений называется гаметофит. 10. Насекомые обитают на Земле повсеместно кроме Антарктиды. 11. Урацил относится к пуриновым основаниям. 12. Цикл Кребса обеспечивает снабжение клетки энергией в анаэробных условиях. 13. Растворимые в воде вещества легко проникают через мембрану клетки за счет простой диффузии. 14. Оперон у эукариот включает в себя, как правило, несколько генов. 15. Только благодаря транспирации осуществляется постоянный ток воды через корни, стебли и листья. 16. Органы боковой линии имеются только у рыб. 17. Витамин Е человек получает с животной пищей.
Читайте также: