Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 14. Взаємодія паразитів з організмом хазяїна

Наведіть приклади організмів, що належать до ендопаразитів. Які тварини є ектопаразитами? Які адаптації можуть мати ектопаразити для ефективного нападу на хазяїна? Які особливості будови бліх свідчать про їхнє пристосування до ектопаразитизму?

Рівні взаємодії паразита й хазяїна

Взаємодія паразита й хазяїна відбувається відразу на кількох рівнях. На молекулярному рівні і паразит, і хазяїн виділяють речовини, які полегшують їм захист (для хазяїна) або напад (для паразита). На клітинному рівні види-хазяї можуть формувати спеціальні поверхневі структури, які запобігають проникненню паразита в клітини (наприклад, товста клітинна стінка). А паразити утворюють спеціальні рецептори, які здатні ідентифікувати потрібні клітини в організмі хазяїна.

На рівні організму у тварин захист від паразитів забезпечує імунна система. А рослини можуть створювати структури з мертвих клітин (як, скажімо, корок) або восковий шар на листках, що перешкоджає проникненню паразита в організм. У відповідь на це паразити формують спеціальні структури (такі як гаусторії у грибів), за допомогою яких вони проникають до організму хазяїна.

На рівні популяцій та екосистем взаємодія паразитів і хазяїв може відбуватися у формі чергування хазяїв у життєвих циклах паразита (мал. 14.1). Взаємодія паразитів і їхніх хазяїв є одним із найважливіших механізмів регуляції процесів в екосистемах.

Мал. 14.1. Життєвий цикл паразита зі зміною хазяїв

Результати взаємодії паразита і хазяїна

Як ви вже знаєте, результатом взаємодії паразита з хазяїном на рівні організму є погіршення стану хазяїна. Зазвичай наслідком цього є зниження його життєздатності. В організмі хазяїна під впливом паразита можуть, наприклад, утворюватися специфічні структури, такі, як фіни паразитичних червів у тканинах хазяїна або гали на листках дерев навколо личинок паразитичних комах (мал. 14.2). Ці структури можуть бути дуже важливими для паразитів. Так, фіни є личинковою стадією розвитку цестод, яка перед тим, як потрапити в організм основного хазяїна, може тривалий час зберігатися у тканинах. А гали утворюються як результат розростання тканин рослин під впливом речовин, що виділяє личинка паразита. І такі тканини є дуже зручним запасом поживних речовин для личинок.

Гали на листках

Фіни ціп'яків у тканинах хазяїна

Мал. 14.2. Специфічні структури в організмі хазяїна, утворені паразитами

Взаємодія паразита і хазяїна може закінчуватися загибеллю хазяїна, але в багатьох випадках їх еволюція відбувається саме в напрямку зменшення шкоди паразита і збільшення можливостей для опору хазяїна. Причиною цього є те, що в такій ситуації паразит може тривалий час жити в організмі без серйозних наслідків для хазяїна.

Проте існують варіанти, коли взаємодія паразита з хазяїном закінчується загибеллю останнього. У такому випадку паразит теж може загинути разом із хазяїном, як, наприклад, чумні бактерії після загибелі людини, яка захворіла на чуму. А може і не загинути, якщо його життєвий цикл розрахований на загибель хазяїна. Прикладом цього є паразитичні комахи, личинки яких поїдають хазяїна, а потім перетворюються на імаго і шукають нові жертви для свого розмноження.

На рівні популяції та екосистеми результат взаємодії паразита й хазяїна не завжди є негативним для виду-хазяїна. Більш того, така взаємодія може бути корисною для всієї екосистеми. Якщо вид-хазяїн надмірно розмножиться, то ураження його представників паразитом може скорегувати чисельність популяції до оптимального рівня і зберегти рівновагу в екосистемі.

Управління поведінкою хазяїна

У сучасній біології проблемам взаємодії паразитів та їхніх хазяїв приділяють багато уваги. Численні дослідження дозволили встановити чимало деталей цих процесів. Як виявилося, паразити досить часто можуть впливати на поведінку своїх хазяїв і навіть повністю її контролювати в деяких випадках (мал. 14.3).

Мал. 14.3. Плоский черв лейкохлоридій, смарагдова оса та паразитичний гриб кордицепс управляють поведінкою своїх хазяїв

Такі здатності виявили у смарагдової оси, личинки якої паразитують у тарганах. Доросла комаха атакує таргана і вводить йому в голову отруту, яка блокує роботу певних структур мозку. Через деякий час тарган утрачає можливість самостійно контролювати свої рухи, але залишається живим. Після цього оса спрямовує таргана у свою нірку і відкладає на нього яйця. З яєць потім виходять личинки, які живляться тканинами таргана.

Ще одним прикладом впливу на поведінку хазяїна (хоч і не таким явним) є взаємодія токсоплазми, одноклітинного еукаріотичного паразита, з мишами. Основний хазяїн токсоплазми — кішка, а проміжний — мишоподібний гризун.

Цисти токсоплазми потрапляють в організм гризуна. Там паразит розмножується нестатевим способом і виробляє речовини, які діють на його мозок. Під дією цих речовин гризуни втрачають страх перед запахом кішок. Окрім того, цей запах починає їх приваблювати. Отже, різко збільшуються шанси на те, що кішка впіймає і з'їсть такого гризуна, і це, власне, дозволить токсоплазмі потрапити в організм основного хазяїна, де вона буде розмножуватися вже статевим шляхом (мал. 14.4).

Мал. 14.4. Токсоплазма здатна змінювати поведінку миші, щоб потрапити в організм кішки

Токсоплазма може уражати не тільки мишей, але й людину. В організмі здорової дорослої людини токсоплазми зазвичай переходять у форму цисти і не впливають на здоров'я. Але в разі зараження вагітної жінки цей паразит може впливати на ембріон. Зокрема, проникнення токсоплазми в мозок стає причиною імунної реакції і підвищеного вироблення дофаміну. Наслідком цього є певні зміни в поведінці людини.

Отже, тепер ви знаєте

1. На яких рівнях взаємодіють паразити і хазяї? 2. Як саме паразити й хазяї взаємодіють на молекулярному і клітинному рівнях? Наведіть приклади. 3. Як паразити й хазяї взаємодіють на організмовому рівні? 4. Якими можуть бути результати взаємодії паразита й хазяїна? 5*. Чому паразиту може бути вигідним впливати на поведінку хазяїна?

Запитання та завдання

6. На конкретному прикладі поясніть, у яких випадках вплив паразита на хазяїна може бути корисним для хазяїна. 7*. Чому тіло блохи сплющене з боків, а воші — зверху і знизу?