То чувство, когда ты рукожоп.
Дубликаты не найдены
Новые паразиты, найденные в амёбах, названы в честь покемонов
Исследовательская команда Кёльнского университета открыла у амёб прежде не описанные бактерии, которые связаны легионеллами (Legionella) и даже могут вызывать заболевания. Исследователи из команды профессора доктора Майкла Бонковского в Институте зоологии назвали одну из новых описанных бактерий «покемонами», поскольку они живут в сферических амёбах, что можно сравнить с пойманными в шар покемонами из всем известных игр и сериалов. Результаты исследований были опубликованы в журнале Frontiers in Cellular and Infection Microbiology.
Выше: Изображение сделанное с помощью техники световой микроскопии, на котором изображена амёба текофилоза (Thecofilosea) с внутриклеточной бактерией Legionellales (‘Ca. Pokemonas kadabra’). Бактерия была окрашена красным цветом с помощью так называемой флуоресцентной гибридизации in situ. Правообладатель: Marcel Dominik Solbach
Бактерии порядка Legionellales уже давно вызывают научный интерес, поскольку некоторые из них способны вызывать заболевания лёгких у животных, в том числе людей. Например, легионеллёз, возбудителями которого являются Legionella pneumophila, и который иногда может быть летальным. Legionellales живут и размножаются как внутриклеточные паразиты, в частности, хозяевами легионелл являются амёбы. Термин «амёба» используется для описания различных неблизкородственных микроорганизмов, обладающих непостоянной формой и передвигающихся с помощью псевдоподий. «Мы хотели проверить амёбы на присутствие Legionellales и выбрали для нашего исследования группу амёб, которые не имели близкородственных отношений с ранее изученными хозяевами паразитов. Выбор пал на текофилозы (Thecofilosea), которые часто упускаются из виду исследователями», — объяснил Марсель Доминик Солбач.
И действительно, сферические текофилозы служат организмами-хозяевами для паразитов-легионелл. В амёбах текофилозах, взятых из дикой среды, учёные смогли обнаружить множество разных Legionellales, включая два прежде не описанных рода и один неописанный вид из рода Legionella. «Результаты показывают, что разнообразие известных организмов-хозяев этих бактерий значительно шире, чем считалось прежде. К тому же, эти открытия предполагают, что многие другие амёбы могут служить хозяевами для этих бактерий, а значит, и быть потенциальными переносчиками заболевания. Чтобы продолжить исследования данного вопроса, мы сейчас секвенирует полный геном этих бактерий», — сказал доктор Кеннет Дьюмак, руководящий проектом.
В будущем эти новые открытия должны помочь лучше понять то, как связаны между собой бактерии легионеллы, и прояснить их взаимоотношения с хозяевами и пути заражения, что поможет предотвратить вспышки новых заболеваний.
Исследователи назвали один из видов бактерий, который они нашли, «Покемоны». Это игра слов, основанная на франшизе видеоигр «Покемоны», которая в этом году отмечает своё 25-летие, и с которой должно быть знакомого большинство школьников, студентов и их родителей. Название намекает на внутриклеточный образ жизни бактерий в шарообразных амебах текофилозах, потому что в играх серии «Покемоны» маленьких монстров ловят в шары, очень похожие на «Покемонов» в текофилозах.
Паразиты. Часть 9. Мир, какой он есть
— Ничего особенного. Просто мир, какой он есть.
— Это самое сложное — видеть мир таким, какой он есть.
То, что вы сейчас прочитаете, лежит на грани сокровенного знания и откровения. Об этом реально мало кто знает. Даже настоящие учёные могут смотреть и не видеть.
Десятки лет экологи всего мира лезли в речные протоки, ныряли в озера и забирались глубоко в лес в поисках двух вещей: конкуренции за средства существования, такие как пища и вода, и попыток сохранить жизнь и не быть съеденным. Они изучали распространение растений и животных и их плотность, распределение по возрастам, разнообразие видов. Они вычерчивали диаграммы пищевых сетей, напоминающие замысловатые арт-объекты. Но никогда ни на одной диаграмме ни одна стрелочка не указывала на паразита. Экологи, разумеется, не отрицали существования паразитов, но считали их вполне безобидными попутчиками. Они думали, что жизнь можно понять, не учитывая распространения болезней.
Мало кто из экологов потрудился подкрепить свое равнодушие к паразитам хоть какими-то данными. Им казалось неважным, что животные, как правило, наводнены несколькими видами паразитов. С другой стороны, паразитологи тоже проявляли небрежность. Они смотрели на своих паразитов влюбленными глазами в лабораториях, но не представляли, насколько важную роль эти паразиты играют во внешнем мире.
Оказывается, влияние это может быть громадным. К примеру, только в последнее десятилетие морские биологи обнаружили, что океаны полны вирусов. Они давно знали, что вирусы могут поразить практически любое существо, живущее в море, — от кита до бактерии. Но почему-то думали, что вирусов немного и они слишком хрупки, чтобы причинить серьезный вред. На самом деле вирусы страшно выносливы и многочисленны. В литре морской воды возле поверхности их живет в среднем десять миллиардов.
Их любимые жертвы — бактерии и фитопланктон, поскольку именно эти хозяева наиболее многочисленны в океане. Они также служат начальным звеном в океанских пищевых цепях — ведь именно ими питаются хищные бактерии и простейшие, которых, в свою очередь, поедают животные. Теперь морские биологи понимают, что это критическое звено—бактерии и простейшие—очень больное. Вирусы убивают не меньше половины всех бактерий в океане.
Когда бактерии умирают, они лопаются, и останки опускаются вниз крохотным органическим ливнем. Их подбирают другие бактерии, во многих случаях только для того, чтобы лопнуть под действием другого вируса. Громадное количество океанской биомассы бесконечно путешествует по замкнутому кругу бактерия — вирус — бактерия и не поступает на следующие уровни пищевой цепочки. Если бы из моря вдруг исчезли все вирусы, в нем, возможно, стало бы тесно от рыбы и китов.
На суше паразиты пользуются не меньшим экологическим влиянием. Десятки лет экологи, изучавшие равнины Серенгети, считали, что громадными стадами тамошних антилоп-гну и других травоядных млекопитающих управляют два фактора: пища, необходимая для поддержания жизни, и хищники, ограничивающие численность популяции. На самом деле большую часть XX в. наибольшим могуществом в тех краях обладал вирус, известный как вирус чумы рогатого скота.
Он был завезен в Кению и Танзанию с зараженным скотом с Африканского рога примерно в 1890 г. Затем перекинулся с домашнего скота на диких животных, снизил численность травоядных, а заодно и их хищников и несколько десятков лет удерживал ее на достаточно низком уровне. Только в 1960-х гг., когда домашний скот начали прививать от чумы, млекопитающие Серенгети смогли восстановить свою численность.
Паразитам не обязательно даже убивать хозяев, чтобы оказывать решающее влияние на жизнь экосистемы. Какой-нибудь паразит вполне может снизить остроту межвидовой борьбы и не дать одному виду полностью вытеснить другой, т. е. создается ситуация, при которой два вида могут существовать бок о бок в одной экологической нише.
Олени являются носителями нематоды, которая не причиняет им вреда, но, попав в лося, нематоды пробираются в его спинной мозг; лось начинает спотыкаться на ходу и вскоре умирает. Без этого паразита олень не смог бы конкурировать с лосем.
Этот пример — далеко не единственный случай, когда паразит оказывает услугу своему хозяину. По крайней мере — одному из них.
В калифорнийской игольной улитке обитает Euhaplorchis californensis. Птицы выделяют яйца Euhaplorchis с пометом, который поедают игольные улитки. Вылупившись из яиц, трематоды кастрируют улитку и успевают произвести на свет пару поколений, прежде чем церкарии покинут хозяина и уплывут. Церкарии ищут на солончаковых болотах следующего хозяина — рыбку фундулюса. Они вцепляются в жабры нового хозяина, а затем пробираются в тонкие кровеносные сосуды. Они забираются поглубже в организм рыбы и находят там нерв, следуя вдоль которого попадают в мозг. Вообще говоря, они не проникают в мозг фундулюса, а образуют поверх него тонкое покрытие, похожее на слой икры. Там паразиты дожидаются, пока рыбу-хозяина съест какая-нибудь птица.
Оказавшись в желудке птицы, они перебираются из рыбьей головы в кишечник нового хозяина и живут там, похищая часть съеденной им пищи и засевая своими яйцами пруды и болота.
Если бы червей-паразитов не было, была бы описания экосистема такой же?
Между улиткой и трематодой складываются довольно странные отношения, не имеющие ничего общего с отношениями хищника и жертвы. Когда рысь убивает зайца-беляка, то нежные молодые побеги, которые мог бы съесть несчастный, съедают уцелевшие зайцы; эта освободившаяся энергия пригодится им, чтобы растить и воспитывать малышей. Но трематоды не убивают своих хозяев-улиток, хотя в генетическом смысле эти улитки все равно что мертвы, поскольку не могут размножаться. Сами улитки продолжают жить и поедать водоросли, чтобы досыта кормить сидящих внутри трематод.
Исследования показали, что без конкуренции со стороны зараженных улиток, здоровые улитки растут быстрее, откладывают гораздо больше яиц и к тому же прекрасно себя чувствуют в условиях гораздо большей скученности. Фактически, если можно было бы полностью избавиться от паразитов, общая численность улиток выросла бы почти вдвое. Но в реальном мире, за стенами лаборатории, взрывной рост численности улиток произвел бы сложное действие на экосистему— так расходятся по воде круги от брошенного камня. Рост числа улиток привел бы к уменьшению площадей, покрытых водорослями, и облегчил жизнь тем, кто этими улитками питается, к примеру крабам.
Исследование зараженных фундулюсов показало, что трематоды не причиняют им особого вреда и даже не вызывают иммунного ответа, но при этом меняет их поведение: заражённая рыба приплясывает на месте, дергается, плавает на боку, не пряча брюшко, или поднимается к самой поверхности. Такое поведение увеличивает шанс для рыбки быть съедение птицей в тридцать раз.
Вред, который наносят глисты птицам, не слишком велик. В конце концов паразиты заинтересованы в том, чтобы птица оставалась достаточно здоровой и могла летать, а значит переносить трематод в другие места, которые можно заселить. Если птица будет тщательно избегать зараженной рыбы в своем меню, она останется, может быть, здоровой, но уж голодной будет наверняка. Паразиты настолько облегчают птицам охоту, что преимущества сотрудничества с ними намного превосходят связанные с ними неприятности. Более того, само существование некоторых видов птиц без этой помощи ставится под сомнение.
Гавайские коралловые рифы — это колонии животных, где в каждой ячейке твердого известкового основания живет крохотный мягкий полип. Полип высовывается из своей пещерки, чтобы кормиться, фильтруя воду, или отложить икру, а затем возвращается в свое безопасное убежище. Морская трематода Podocotyloides stenometra начинает жизнь в ракушках, обитающих рядом с рифом; затем проникает в коралловый полип и проводит в нем следующую стадию жизни.
Оттуда ей нужно попасть в кишечник рыбы- бабочки, пасущейся на кораллах. Рыбе-бабочке приходится прикладывать немало усилий, выгрызая мякоть полипов, которая совсем немного выступает из-под тускло-коричневого экзоскелета.
Паразит не может заставить коралл танцевать, как рыбок-фундулюсов, привлекая внимание следующего хозяина. Но Podocotyloides все же умудряется вызвать не менее эффективные изменения в поведении полипов. Когда трематода попадает в коралл, полип раздувается и меняет цвет с коричневого на ярко-розовый. Одновременно у него вырастает целая сеть острых шипов из карбоната кальция, которые не дают ему вернуться в свое логово. В результате раздувшийся яркий полип болтается снаружи, превращаясь в легкую добычу для проплывающей рыбы-бабочки.
Здесь межвидовые отношения в экосистеме складываются иначе, чем в предыдущем примере. Фундулюс гибнет, помогая паразиту перебраться в птицу. Но коралл — это колония клонов, и, когда один зараженный трематодой полип гибнет, на смену ему приходит другой, здоровый. Зараженный полип не может кормиться или размножаться, так что паразит, свободно распространяющийся по кораллу, наносит колонии серьезный вред и замедляет ее рост. Колония заинтересована в том, чтобы вовремя избавиться от больных полипов, и не исключено, что коралл сам участвует в этой игре — обеспечивает больным смену цвета и шипы, чтобы рыбам было проще их заметить.
Обнаружить подобные эффекты очень трудно, и пока точно известно лишь несколько примеров. Но их достаточно, чтобы прийти к выводу: паразиты могут бросить тень сомнения на самые священные принципы экологии. Мы привыкли думать, что хищники обеспечивают здоровье стад, уничтожая самых больных и медлительных животных.
Волки — окончательные хозяева одного из самых маленьких в мире ленточных червей — Echinococcus granulosis. Этот червь не напоминает телеграфную ленту: в лучшем случае его взрослая особь может вырасти до четверти дюйма длиной. Этот червь не приносит своему окончательному хозяину особых неприятностей, а вот его яйца могут доставить много проблем. Их едят травоядные, такие как лоси, и уже внутри них паразит трансформируется в цисты, в каждой из которых может сидеть до тридцати особей. Эти цисты продолжают расти, если не встречают на своем пути кость. Известны случаи, когда яйца этого червя случайно попадали в людей, и цисты вырастали до таких размеров, что вмещали пятнадцать галлонов жидкости и миллионы крохотных червячков-детенышей.
Одно из любимых мест, где паразит строит свои цисты, — легкие лося. Животное может быть носителем нескольких цист, и каждая из них будет постепенно разрывать его бронхиальные трубки и кровеносные сосуды. В результате, когда волки выйдут на стадо лосей, они, скорее всего, отобьют и загонят более медленное, задыхающееся животное. Червь помогает волку найти и добыть лося, чтобы с большей уверенностью попасть в волчий желудок. Так что «прореживание» стада — всего лишь иллюзия, это не услуга хищника, а побочный эффект жизнедеятельности ленточного червя-паразита.
По книге Карла Циммера «Паразит. Царь природы».
Стрекоза и пассажиры-паразиты
На фотке видно стрекозу желтую, она же Sympetrum flaveolum.
А на грудном отделе стрекозы видно небольшие красные шарики — это паразитические личинки клещей-краснотелок, которые питаются гемолимфой насекомых.
Фотоаппарат: Nikon d3400
Объектив: Nikon 70-300mm f/4.5-6.3G
Удаление паразита из осы
Паразит вида Веерокры́лые.
Классификация паразитов с точки зрения расширенного фенотипа.
Выжимка из книги Р. Докинза «Расширенный фенотип. Дальнее влияние гена» №11.
Спокойно! Фотографий не будет.
Паразитические и симбиотические отношения можно классифицировать очень по разному в зависимости целей классификации. Классификации, выработанные паразитологами и медиками, без сомнения эффективны в рамках их задач, но они основаны на взгляде, что хозяин — это отдельный организм, паразит — отдельный организм, и взаимодействие между ними происходит как между организмами.
Докинз же предлагает взгляд с иной стороны: есть геном хозяина, есть геном паразита, и вот они-то и являются основой взаимодействия. Исходя из этого взгляда предлагаются следующие аспекты классификации.
1. По методу выхода из хозяев и методов распространения генов хозяина и паразита.
На одном полюсе ряда будут паразиты, использующие пропагулы (пропагула -и семя, и спора, и пара особей животных разного пола, и даже одна оплодотворенная самка, т. е. все то, что впоследствии в соответствующих условиях может превратиться в популяцию) хозяина для своего собственного воспроизводства.
Такие паразиты заинтересованы в том, чтобы хозяин был жив и плодовит. И по большей части интересы хозяина совпадают с интересами паразита. Такой паразит с большой долей вероятности через какое-то время может стать симбионтом.
На другом полюсе – паразиты, гены которых распространяются не через репродуктивные пропагулы хозяина, а, к примеру – через выдыхаемый им воздух, или через мёртвое тело хозяина. В этом случае между хозяином и паразитом идёт «гонка вооружений».
2. По времени действия генов паразита в ходе развития хозяина. Ген – будь то ген хозяина или паразита, проявляет более фундаментальное влияние на конечный фенотип хозяина, если он работает на ранней фазе развития эмбриона хозяина, и менее – если включается поздно. Радикальные изменения – вроде развития двух голов, могли бы происходить в результате единственной мутации (в геноме хозяина или паразита), которая действовала бы достаточно рано в эмбриональном развитии хозяина. Позднодействующая мутация (опять же – в геноме хозяина или паразита) – мутация, которая не начинает действовать, пока тело хозяина не станет взрослым, будет вероятно, иметь лишь небольшой эффект, так как общая архитектура тела будет к тому времени уже сформирована. Поэтому паразит, который входит в своего хозяина когда тот уже взрослый – с меньшей вероятностью окажет радикальный эффект на фенотип хозяина, нежели паразит, входящий рано.
3. По «дальнодействию» генов паразита на гены хозяина.
Все гены проявляют свою силу, прежде всего – служа матрицами для синтеза белков. Поэтому локус первичной власти гена – клетка, в особенности – цитоплазма, окружающая ядро, где расположен этот ген. Потоки транспортных РНК сквозь ядерную мембрану и осуществляют генетический контроль над биохимией цитоплазмы. Тогда фенотипическая экспрессия гена – во-первых, его влияние на биохимию цитоплазмы. В свою очередь, она влияет на форму и структуру всей клетки, характер её химического и физического взаимодействия с соседними клетками. Далее этим затрагивается строение многоклеточных тканей, и в свою очередь – дифференциацию разнообразия тканей в развивающемся теле. Наконец, это проявляется в атрибутах всего организма, которые анатомы и этологи идентифицируют на их уровне – как фенотипические экспрессии генов.
Совместное влияние генов паразита и хозяина на один и тот же фенотипический признак хозяина может иметь место в любом звене только что описанной пространственной цепи. И гены улитки, и гены трематоды, паразитирующей на ней, проявляют свою власть на отдельном клеточном и даже тканевом уровне. Они влияют на химию цитоплазмы своих клеток по отдельности, потому что у них нет общих клеток. Они влияют на формирование тканей по отдельности, потому что ткани улитки не пронизаны тканями трематоды так глубоко, как например тесно пронизаны ткани водоросли и гриба в лишайниках. Гены улитки и гены трематоды влияют на развитие своих органов и систем, и более того – всех организмов по отдельности, потому что все клетки трематоды в большей степени образуют единый массив, чем нечто распределённое среди клеток улитки.
Но есть паразиты и симбионты, глубже пронизывающие ткани хозяина. Крайний случай – плазмиды и другие фрагменты ДНК, которые буквально вставляют себя в хромосомы хозяина. Более тесного паразита просто невозможно вообразить.
У вирусов есть свой белковый чехол, но они вводят свою ДНК в клетку хозяина. Поэтому они имеют возможность влиять на клеточную химию хозяина на очень низком уровне, разве что менее низком, чем уровень вставок в хозяйские хромосомы. Предполагается, что внутриклеточные паразиты в цитоплазме также могут иметь возможность проявлять значительную власть над фенотипами хозяина.
Некоторые паразиты пропитывают хозяина не на клеточном уровне, а на уровне ткани. Например – саккулина, многие паразитические грибы и растения-паразиты. При этом клетки паразита и хозяина отличны, но паразит вторгается в ткани хозяина запутанной и тонко разветвлённой корневой системой. Отдельные клетки паразитических бактерий и простейших могут пропитывать ткани хозяина столь же тесно. Такой «тканевый паразит», в слегка меньшей степени, чем клеточный, но имеет возможность сильно влиять на развитие органа, макроскопический фенотип, и на поведение. Другие внутренние паразиты, вроде только что обсуждённых трематод, не смешивают свои ткани с тканями хозяина, сохраняя их отдельно; они проявляют силу только на уровне всего организма.
Но мы еще не достигли другого полюса нашего континуума дальнодействия. Не все паразиты физически живут внутри их хозяев. Они даже могут редко входить в контакт со своими хозяевами, или не входить вовсе. Кукушка – точно такой же паразит, как и трематода. Оба – паразиты всего организма – это не тканевые и не клеточные паразиты. Если гены трематоды могут иметь фенотипическую экспрессию в теле улитки, то нет разумных причин полагать, что гены кукушки не могут иметь фенотипическую экспрессию в теле тростниковой камышовки. Различие между ними практическое, и оно явно меньше, чем различие между клеточным паразитом и тканевым. Практическое различие в том, что кукушка не живёт внутри тела тростниковой камышовки, и поэтому имеет меньше возможностей по управлению внутренней биохимией хозяина. Она должна полагаться на другие манипулятивные среды, – например звуковые или световые волны. Кукушонок использует сверхъестественно яркий зев, чтобы осуществлять управление камышовки с помощью её нервной системы, посредством её зрения. Он применяет особенно громкий просящий крик, чтобы управлять камышовкой с помощью её нервной системы через уши. Генам кукушки, проявляя своё влияние на фенотипы хозяина, приходится полагаться на дистанционное воздействие.
Источник