«Связи решают все». В мире людей с этой формулой еще можно поспорить, а вот в царстве фауны она совершенно справедлива: собственно, животный мир и держится на связях – на биотических, включающих все разнообразие отношений между организмами. И одно из важнейших его цепей – паразитизм.
Colpoclypeus florus, насекомое семейства паразитических наездников, паразитирует на листовертке. Фото: Stephen Ausmus, jenny.tfrec.wsu.edu
Паразитизм в природе очень распространен: такой образ жизни ведут около 65 тысяч видов животных, а это почти 7% от общего числа всех видов, живущих на земле. Среди биологов не утихают споры о том, каких животных следует считать паразитами, а каких нет, – несмотря на простое, в общем-то, определение паразитизма: «одна из форм биотических связей между двумя организмами разных видов, при которой один использует другого как источник питания и среду обитания, нанося ему вред». В науке экологии для такого нахлебничества существует термин «комменсал», а «паразит» означает нечто обязательно вредоносное. В реальном мире границы паразитизма размыты. Например, не всегда можно разобраться, где паразит, а где мутуалист (то есть полезный сожитель); где паразит, а где – медленно поедающий свою добычу хищник.
Конечно, паразит по определению зависим от хозяина, ему крайне невыгодно причинять хозяину серьезный вред. Если хозяин погибнет – та же судьба ждет и паразита. Но здесь есть и интересное исключение. Существует множество паразитов со сложным жизненным циклом – многими поколениями совершенно непохожих друг на друга личинок, обитающих на разных организмах. Например, мозговик овечий. Его личинка живет в головном мозге промежуточного хозяина (овцы, например), довольно быстро разрушая ткани и вызывая смертельное заболевание – ценуроз, или вертячку. Жертва теряет ориентацию в пространстве, зрение, обоняние и бессмысленно движется по кругу. Такое полумертвое животное будет съедено хищниками. Окончательный хозяин мозговика – псовые: у собак, волков, шакалов взрослый мозговик живет в кишечнике, не нанося особого вреда. Как мы видим, в данном случае паразит, наоборот, заинтересован в том, чтобы хозяина – промежуточного – съели как можно быстрее.
Часто (и ошибочно) паразитами называют наездников, многих мух и т.д. Эти насекомые откладывают яйца на тело или даже в тело насекомого, паука, моллюска или другой жертвы. Выходящие личинки медленно поедают хозяина изнутри. Они действуют очень осторожно и начинают с органов, «необязательных» для повседневной жизни жертвы, – половой системы, например. Существенный, часто смертельный, урон хозяину наносится перед самым выходом личинок. В современной науке для таких «хищников замедленного действия» принят термин «паразитоиды». Паразитоиды не всегда убивают жертву, иногда только очень ослабляют и стерилизуют, разрушая половую систему. Впрочем, с точки зрения эволюции стерильное животное – мертво.
Убивать хозяина могут и настоящие ПАРАЗИТЫ – например, если их оказалось слишком много в одном организме или если организм был не совсем подходящего вида. Но такие события – обычно лишь результат случайности. Условно можно найти примеры и классических хищников, и классических паразитов, и животных со «средней» стратегией. Истинные хищники убивают и поедают жертву сразу. За всю жизнь такой хищник уничтожает множество жертв. Примеры, думаю, сразу вспомнятся всем – хищные млекопитающие, пауки, богомолы и т. д.
Хищники с пастбищным типом питания – «пастбищники» – жертву обычно не убивают, питаясь за счет ее крови или гемолимфы. Вредящий организм в этом случае во всех отношениях, кроме пищевого, независим от «хозяина». Характерные примеры – кровососущие насекомые и многие клещи. Здесь очень тонка грань между хищником и эктопаразитом (паразитом, живущим на поверхности тела хозяина). Про паразитоидов мы уже немного говорили. Они за всю жизнь поедают непременно одну жертву, стерилизуя или убивая ее. К паразитоидам относятся многие мухи, перепончатокрылые, волосатики и некоторые нематоды. Иногда к подобному образу жизни переходят двукрылые, изначально поедающие падаль, – например, мухи из семейства горбаток.
Наконец, истинные паразиты питаются одной жертвой и не убивают ее. Стерилизации также не происходит. Регуляция отношений с внешней средой полностью или частично (в случае эктопаразитов) переложена на плечи хозяина: он как бы сам защищает и обогревает паразита. Такое сожительство может длиться годами (например, фасциола обыкновенная – печеночный сосальщик – способна жить в организме млекопитающего до 3–5 лет). Особи-носители паразиты хотя бы какое-то время должны оставаться конкурентоспособными: чем дольше и лучше проживет хозяин, тем больше потомства успеет оставить паразит (исключая случай промежуточных хозяев), тем более он эволюционно успешен. Но самая лучшая ситуация – это когда носитель паразита имеет конкурентное преимущество по сравнению с остальными особями своего вида. Когда паразит приносит не только вред, но и ощутимую пользу. Здесь проходит граница между паразитизмом и мутуализмом – взаимовыгодным сожительством. Скорее всего, многие случаи мутуализма появились именно так: в ходе эволюции выживали и размножались сначала менее вредоносные паразиты, а затем и хотя бы чуть-чуть полезные. Какую пользу может приносить паразит? Вырабатывать вещества, которые сам хозяин синтезировать не способен. «Тренировать» иммунную систему хозяина. Яйца паразитирующих в кишечнике человека нематод уже сейчас пробуют использовать для терапии аутоиммунных заболеваний. Интересный пример – бактерии вольбахии, паразитирующие на насекомых и нематодах. Для ряда видов это только паразиты, избирательно уничтожающие самцов или подавляющие развитие мужских половых желез. А у других видов при удалении вольбахий снижается плодовитость и устойчивость. Наконец, нематодам филяриям вольбахии необходимы для нормальной жизни.
Мы рассмотрели всего несколько примеров, которые можно было бы назвать верхушкой айсберга. Дальнейшее изучение его «подводной части» наверняка станет залогом новых открытий и полезных разработок. Ведь даже на первый, поверхностный взгляд паразитизм в природе – это отличное подтверждение того, насколько сложны и многообразны могут быть отношения между животными, насколько условны границы между ними, и как легко один их тип переходит в другой.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
