Экология: биология взаимодействия. 4.12. Паразитизм

 

4.11. Хищничество

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 4. Популяционная экология

4.13. Конкуренция и экологические ниши

4.12. Паразитизм

Настоящие паразиты (в том смысле, который пояснялся в пункте 4.11) весьма тесно связаны со своими хозяевами. Они живут внутри организма хозяев или тесно прикреплены к их поверхности. Хозяин является для паразитов средой обитания или ее важнейшим компонентом. Обычно на протяжении жизни (или этапа жизненного цикла) паразит связан с одним хозяином. Для того, чтобы использовать хозяина, паразиту вовсе не нужно его убивать (иногда хозяин гибнет, но это не является необходимым условием его употребления).

Результатом того, что среда паразитов состоит из отдельных особей-хозяев, является наличие у паразитов специфических приспособлений для заражения новых хозяев. Для паразита хозяин подобен острову. Как перебраться с одного острова на другой? Одно из решений состоит в том, чтобы произвести и выбросить в среду множество потомков в надежде на то, что хотя бы некоторым из них повезет попасть «по назначению». Чтобы оценить, какое количество яиц производят паразиты, можно сравнить их с их свободно живущими родственниками. Так, самки почвенных круглых червей производят за свою жизнь несколько сотен или даже десятков яиц, а самки человеческой аскариды (внутрикишечного паразита) — 50–60 миллионов!

Второе решение, позволяющее паразитам заселять новых хозяев, состоит в использовании каких-то других организмов для «прыжка» от хозяина к хозяину. Возникают сложные жизненные циклы, где половое размножение паразита происходит в окончательном хозяине, а промежуточные стадии, в том числе способные к бесполому или партеногенетическому размножению, обитают в промежуточных хозяевах.

Хозяин является для паразита не только источником энергии, но и средой. Следствием этого является то, что паразит испытывает намного более глубокую перестройку собственного строения, чем хищник. Такая перестройка может быть связана с серьезным упрощением одних систем органов и, наоборот, усовершенствованием других.

Одним из ярких примеров упрощения строения паразитов может быть усоногий рак саккулина, дальний родственник морских желудей (рис. 4.12.1). Если бы не наличие характерной для усоногих ракообразных личиночной стадии, догадаться о систематической принадлежности взрослого животного по его строению было бы невозможно. Взрослая саккулина представляет собой бесформенный мешок с половыми продуктами, который висит под брюшком краба и получает необходимые питательные вещества с помощью корневидных выростов, пронизывающих все тело хозяина.

Рис. 4.12.1. Саккулина (Sacculina), паразитическое усоногое ракообразное, в теле своего хозяина — краба. Мешкообразное тело паразита, лишенное конечностей, кишечника и даже следов характерной для членистоногих сегментации, находится под брюшком краба, а его выросты пронизывают все тело хозяина. Рисунок из книги Эрнста Геккеля «Красота форм в природе» (1904 г.)

В большинстве случаев специализированные паразиты достаточно эффективно «взламывают» защитные системы своих хозяев. Это связано с разной эффективностью отбора: для паразита побороть хозяина — вопрос жизни и смерти, а для хозяина — лишь экономии некоторых ресурсов. Можно сказать иначе: все предки любого паразита успешно взламывали защиты своих хозяев (иначе они не оставили бы потомство), а многие из предков любого хозяина кормили определенное количество паразитов. Результатом этого является то, что специализированные паразиты зачастую могут погубить своего хозяина. Однако такая стратегия невыгодна: уничтожив всех хозяев, паразит уничтожит и среду своего обитания. Эволюционно старые паразиты, хорошо приспособленные к своим хозяевам, обычно вызывают нетяжелые заболевания. Однако если паразиты совсем не будут эксплуатировать своих хозяев, они не смогут размножаться и заражать новые организмы. Оптимальная для паразита стратегия зачастую заключается в том, чтобы интенсивно использовать некоторых особей хозяина (слабых, старых, больных, а также представителей других видов, кроме тех, с которым тесно связан паразит), а остальных особей эксплуатировать слабо. Приспособлением для воплощения такой стратегии оказывается способность паразита находиться в двух фазах: активной и покоящейся. Переход к активной фазе может быть вызван, например, гормональными изменениями в организме хозяина (его длительным тяжелым стрессом).

Зачастую самые опасные паразиты — те, которые перешли к новому виду хозяев и не имеют приспособлений для сохранения его жизни. Так, самые опасные эпидемии человека вызываются чумой (бактерией, паразитирующей на грызунах), гриппом (вирусом, паразитирующем на птицах), ВИЧ (вирусом, пришедшим к человеку от других приматов) и многими другими «пришлыми» паразитами. Такие паразиты еще не успели в достаточной степени отточить приспособления, позволяющие эксплуатировать хозяина и сохранять его численность.

Очень показательные результаты получены в опытах, в которых совместно выращивали культуру домовых мух и эксплуатирующих их ос-паразитоидов (рис. 4.12.2). Если вместе ссаживали мух и ос, которые раньше не контактировали друг с другом, в экспериментальной установке наблюдались резкие скачки численности обоих видов. Если два взаимодействующих вида выращивались вместе на протяжение двух лет, их численность оставалась достаточно стабильной. Такой результат отражает приспособление двух взаимодействующих популяций друг к другу.

Рис. 4.12.2. Приспособление хозяина и паразитоида друг к другу. На графиках показана динамика численности двух видов двукрылых, выращивавшихся в экспериментальной установке из 30 соединенных друг с другом камер. А. Культуры хозяина и паразитоида ранее не контактировали друг с другом. Б. Культуры хозяина и паразитоида совместно выращивали в течение двух лет

 

4.11. Хищничество

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 4. Популяционная экология

4.13. Конкуренция и экологические ниши