Dla wyjaśnienia, nie będzie to artykuł o antyszczepionkowych liderach straszących poszczepiennym autyzmem, motywacyjnych guru chcących siłą woli usuwać polipy czy szarlatanach sprzedających strukturyzatory wody. Słowo „pasożyt” w wielu osobach niemal instynktownie budzi odrazę, niechęć czy lęk. Pasożyty kojarzą nam się ze stworzeniami robiącymi innym krzywdę, żerującymi na kimś i przywodzą potrzebę, żeby jak najszybciej się ich pozbyć. W artykule tym chciałbym napisać czym jest pasożytnictwo z ekologicznego i ewolucyjnego punktu widzenia oraz pokazać kilka ciekawych przykładów.

Riszta, za: http://wildlifedisease.unbc.ca

Pasożyty w przyrodzie

Wyróżnia się trzy podstawowe kategorie oddziaływań pomiędzy organizmami. Mogą być one antagonistyczne, nieantagonistyczne i neutralne. Pasożytnictwo należy do tej pierwszej, ponieważ jeden organizm wyrządza szkodę innemu, pogarszając jego kondycję. Jest antagonistą. Mówiąc otwarcie: pasożyt czerpie korzyści, działając jednocześnie na niekorzyść swojej ofiary. Pasożytami mogą być zarówno mikroorganizmy – bakterie, grzyby, protisty – jak i zwierzęce bezkręgowce oraz kręgowce, a nawet rośliny np. znana wszystkim jemioła. Nauka zajmująca się badaniem pasożytów i pasożytnictwa to parazytologia i dzieli się na parazytologię medyczną, weterynaryjną, rolniczą, zoologiczną, botaniczną, ekologiczną i inne.
kukułka
Kukułka, autor: Per Harald Olsen

Pasożytnictwo podzielić można na różne rodzaje i sposoby. Wyróżnia się pasożytnictwo zewnętrzne, gdzie pasożyt stale kontaktuje się ze środowiskiem zewnętrznym (czyli skórą, przewodem pokarmowym lub drogami oddechowymi), jak np. pijawka czy kleszcz. Dalej mówimy o pasożytnictwie wewnętrznym, czyli wnikaniu przez pasożyta do tkanek ofiary, co czyni np. zarodziec malarii czy motylica wątrobowa, której larwy przebijają się przez nabłonek jelit i migrują do różnych narządów. Niektóre pasożyty mogą być zarówno zewnętrznymi, jak i wewnętrznymi. Na przykład tasiemce (zależnie od etapu rozwojowego) mogą bytować tak w przewodzie pokarmowym, jak i przemieszczać się np. do mięśni (przy czym tradycyjnie tasiemce zalicza się także do pasożytów wewnętrznych). Kolejny podział dotyczy tego czy pasożytnictwo jest dla organizmu niezbędne do życia (jak u glisty ludzkiej) czy dotyczy jedynie pożywiania się (np. pchły). Ciekawe jest, że niektóre pasożyty mogą bytować tylko na jednym, konkretnym gatunku, inne żerują na przeróżnych ofiarach, jak komary. Jeśli w cykl życia pasożyta zaangażowany jest tylko jeden gospodarz to jest to pasożytnictwo bezpośrednie, przy więcej niż jednym gospodarzu – pasożytnictwo pośrednie. Wreszcie, jest też coś takiego jak pasożytowanie na czyjejś pracy, jak w przypadku kukułek podrzucających swoje jajka innym ptakom, by wykarmiły ich potomstwo. Czasem nazywa się to pasożytnictwem społecznym (częściej lęgowym), choć określenie to bardziej pasuje do owadów, gdzie jeden gatunek czyni sobie poddanym kolonię innego, który pracuje na jego rzecz (mrówki).

Choć pasożyty są rozpoznawane powszechnie przede wszystkim jako problem zdrowotny i kojarzone w kontekście medycznym, weterynaryjnym oraz ewentualnie środowiskowym i rolniczym, to dobrze jest spojrzeć na sprawę także z ekologicznego i ewolucyjnego punktu widzenia. Pasożyty pełnią ważną rolę w ekosystemach. Mówiąc wprost, właściwie niemal każdy gatunek musi się mierzyć z ryzykiem zostania ofiarą pasożyta. Istnieją nie tylko oczywiste dowody na powszechność pasożytnictwa współcześnie, ale także z przeszłości, co paleontolodzy odczytują ze skamielin. W związku z tym w wielu łańcuchach pokarmowych pasożyty odgrywają swoją, często niebagatelną rolę. Szacuje się, że gatunki pasożytnicze mogą stanowić nawet około 20-40% wszystkich jednostek na tym poziomie systematycznym.

Pasożyty i ewolucja biologiczna

Walka między pasożytem, a jego ofiarą, to swego rodzaju wyścig zbrojeń. Jeśli ofiara wytworzy dodatkowy mechanizm obronny albo ulepszy już istniejący, pasożyt musi w odpowiedzi ewoluować tak, by przezwyciężyć nowe bariery. Pasożyty mają zatem wpływ na ewolucję układu odpornościowego swoich gospodarzy. Jednak ewolucyjna sekwencja zdarzeń może być też inna. Na przykład rozluźnienie związku pasożyt-ofiara i z czasem interakcja ta ma szansę przemienić się z pasożytnictwa w oddziaływanie neutralne, a nawet w nieantagonistyczne i pozytywne dla obu stron. Wiele zależeć może od tego, na którą szalę przesunie się względny kompromis pomiędzy zjadliwością pasożyta, pozwalającą na lepsze rozmnażanie, ale szybciej i mocniej osłabiającą gospodarza, a możliwością transmisji (przenoszenia się na kolejnych gospodarzy), która wymaga by gospodarz był jak najdłużej w dobrej formie.

Przykłady niezwykłych pasożytów

Przejdźmy do przykładów, niezwykłych z naszej ludzkiej perspektywy. Istnieje pasożyt o nazwie gatunkowej Diplozoon paradoxum. Jest to płaziniec należący do gromady przywr monogenicznych. Osobnik dorosły składa jaja w skrzelach ryb (pasożytuje na rybach z rodziny karpiowatych). Kiedy wyklują się z nich larwy, nie dorastają od razu, same z siebie. Najpierw muszą połączyć się w parę, następnie zrosnąć w jedność i dopiero wówczas, jako hermafrodytyczny osobnik, rozwijają narządy płciowe. Niezwykłe, prawda? Przedstawicieli gatunku Diplozoon paradoxum można spotkać także w Polsce.

Diplozoon paradoxum
Diplozoon paradoxum, za www.niceworms.wikispaces.com

Kolejnym ciekawym płazińcem jest pasożytujący na ślimaku bursztynku (bursztynka pospolita) i na ptakach Leucochloridium paradoxum. Co jest w nim niezwykłego? Celem Leucochloridium paradoxum jest dostanie się do organizmu ptaka. W tym celu najpierw atakuje przewód pokarmowy ślimaka bursztynka, by następnie przedostać się do jego czułków pod pokazaną na poniższym filmiku postacią, która z perspektywy ludzkiej fizjologii i anatomii robi ogromne wrażenie. Po co taki „cyrk”? Aby zwabić ptaka. Jak widzicie, grube, ruszające się czułki ślimaka zwracają na siebie uwagę, dzięki czemu łatwo pada ofiarą latającego drapieżnika, w którego przewodzie pokarmowym Leucochloridium paradoxum rozmnaża się, zakańczając swój cykl rozwojowy. Jeżeli ptak urwie czułek i ślimak przeżyje atak, wówczas ten odrasta.


Wracając do ryb, zmagają się one nie tylko z płazińcami, ale także z pasożytniczymi skorupiakami. Cymothoa exigua to skorupiak z rzędu równonogów (do tej samej grupy należy znany wszystkim prosionek szorstki). Samica tego gatunku osadza się na skrzelach ryby, po czym migruje na język, gdzie się przyczepia. Zaraz za nią i tuż poniżej przyłącza się też samiec. Naczynia krwionośne języka zostają odcięte, w efekcie czego obumiera on i odpada. Pasożyt zaczyna zastępować język – przejmuje jego funkcje. Jest to nietypowa sytuacja, kiedy pasożyt pełni rolę narządu u swojego gospodarza. Jeśli ryba-nosiciel umrze Cymothoa exigua odłącza się od kikuta języka martwego gospodarza.


Cymothoa exigua, za: www.realmonstrosities.com 

Nieuchronną, przyspieszoną śmiercią kończy się los ofiar naszego czwartego przykładu. Chodzi o bezkręgowce należące do typu nitnikowców. Są to nitkowatego kształtu robaki, podobne do nicieni. Ich przedstawiciel, gatunek Spinochordodes tellinii, atakuje owady prostoskrzydłe (jak koniki polne) czy modliszki. Następnie w nie do końca jasny sposób zmienia ich zachowanie tak, by dążyły do wejścia do zbiornika wodego. Wówczas pasożyt opuszcza ciało nosiciela, a ofiara umiera. Wygląda to niezwykle efektownie. Zobaczcie na poniższym nagraniu.


Na koniec jeszcze coś niezwierzęcego. Nie będę pokazywał grzybowej huby czy roślinnej jemioły, bo są to znane wszystkim przykłady. Zobaczcie za to na Sarcodes sanguinea. Jest to roślina z rodziny wrzosowatych, która normalnie nie produkuje chlorofilu. Jak widać na zdjęciach jest koloru czerwonego-różowego. Jej pasożytnictwo jest szczególne, bo pośrednie. Żeruje bowiem na  roślinach, ale poprzez doczepienie się do grzybów będących z nimi w symbiozie, mikoryzie. Kradnie więc składniki odżywcze innych roślin za pośrednictwem grzybów.

Sarcodes sanguinea, autor: Walter Siegmund

Patrząc na interakcje między organizmami w przyrodzie należy pamiętać, że istnieją różne konteksty  do ich oceny. Możemy spoglądać na nie jako ekolodzy, widząc taki czy inny wpływ jednej populacji  pasożytów na kolejne. Można też oceniać sprawę bardziej emocjonalnie, uważając że pasożyty są czymś z natury złym, do wytępienia i współczując ich ofiarom albo też wpadając w jeszcze silniejsze stany emocjonalne, jeśli to my sami staniemy się nosicielami pasożytów. Jest jeszcze perspektywa ekonomiczna. Żadna z nich nie jest zła ani dobra, a mogą się one wzajemnie uzupełniać.
  
Prowadzenie bloga naukowego wymaga ponoszenia kosztów. Merytoryczne przygotowanie do napisania artykułu to często godziny czytania podręczników i publikacji. Zdecydowałem się więc stworzyć profil na Patronite, gdzie w prosty sposób możecie ustawić comiesięczne wpłaty na rozwój bloga. Dzięki temu może on funkcjonować i będzie lepiej się rozwijać. Pięć lub dziesięć złotych miesięcznie nie jest dla jednej osoby dużą kwotą, ale przy wsparciu wielu z Was staje się realnym, finansowym patronatem bloga, dzięki któremu mogę poświęcać więcej czasu na pisanie artykułów.


Literatura
Bérénos, C., P. Schmid‐Hempel, and K. Mathias Wegner. "Evolution of host resistance and trade‐offs between virulence and transmission potential in an obligately killing parasite." Journal of evolutionary biology (2009).
Bruns, Thomas D., Martin I. Bidartondo, and D. Lee Taylor. "Host specificity in ectomycorrhizal communities: what do the exceptions tell us?." Integrative and Comparative Biology (2002).
Brusca, Richard C., and Matthew R. Gilligan. "Tongue replacement in a marine fish (Lutjanus guttatus) by a parasitic isopod (Crustacea: Isopoda)." Copeia (1983).
Czesław Błaszak. Zoologia Bezkręgowce. Tom 1, część 1. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 2014.
Dobson, Andy, et al. "Homage to Linnaeus: how many parasites? How many hosts?." Proceedings of the National Academy of Sciences (2008).
Douglas J. Futuyma. Ewolucja. Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego. Warszawa 2005.
Robinson, Edwin J. "Notes on the life history of Leucochloridium fuscostriatum n. sp. provis.(Trematoda: Brachylaemidae)." The Journal of parasitology (1947).
Woolhouse, Mark EJ, et al. "Biological and biomedical implications of the co-evolution of pathogens and their hosts." Nature genetics (2002).
Udostępnij na Google Plus

O autorze

Łukasz Sakowski. Biolog z Poznania. Czytaj więcej
    Skomentuj na blogu
    Skomentuj na facebooku

4 komentarze :

  1. Żeby króciutko uzupełnić bez próby redagowania fachowo napisanego tekstu, posłużę się cytatem.:
    (Thomas Ray, biolog z University of Delaware zaprojektował na początku lat 90. komputerową symulację ewolucji) "...system zwany Tierra, składający się z konkurujących ze sobą programów, w które stale wprowadzano drobne błędy, czyli odpowiedniki mutacji. Zwycięskie programy odnosiły sukces kosztem słabszych programów.
    Uzyskane wyniki były zadziwiające. W ramach systemu Tierra programy zaczęły szybko ewoluować,
    tworząc krótsze wersje samych siebie. Programy składające się z siedemdziesięciu dziewięciu instrukcji zastąpiły
    programy wyjściowe o osiemdziesięciu instrukcjach. Potem nagle pojawiły się programy o czterdziestu pięciu instrukcjach, które pożyczały połowę potrzebnego kodu od dłuższych programów. Były prawdziwymi
    pasożytami. Wkrótce niektóre dłuższe programy w drodze ewolucji uodporniły się na te pasożyty. Jeden z programów uniknął ataku pasożyta, ukrywając przed nim część swoich instrukcji. Pasożyty jednak nie poddały się. Pojawił się pasożytniczy mutant, który potrafił odnaleźć ukryte linie.
    Nastąpiła eskalacja „wyścigu zbrojeń”. Niekiedy Ray znajdował spontanicznie powstające nadpasożyty,
    nadpasożyty społeczne oraz przebiegłe nadnadpasożyty - wszystko w ramach śmiesznie prostego (początkowo) systemu. Ray stwierdził, że wyścig pomiędzy pasożytem i gospodarzem jest najbardziej podstawową i nieuniknioną konsekwencją ewolucji"

    Matt Riddley: "Czerwona Królowa, Płeć a ewolucja natury ludzkiej". wyd. Rebis 2010

    OdpowiedzUsuń
  2. Po co ten wstęp???? Co mają pasożyty do antyszczepionkowców, wody, czy Zięby???? Proszę mnie uświadomić.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Bo autor nie jest naukowcem ale liberalnym lublicystą udajacym naukowca.

      Usuń
    2. A ja bym powiedział - bo wśród altmedów pasożyty uważane są za powszechne zło. Ostatnio spotkałem się z informacją, że większość populacji ma pasożyty w sercu. Wolę nie wypowiadać się na temat, z jakich części ciała te bzdury wytrzasnęli.

      Usuń