Живі організми як середовище існування

Багато видів гетеротрофних організмів протягом усього життя або частини життєвого циклу мешкають в інших живих істот, тіла яких служать для них середовищем, що істотно відрізняється за властивостями від зовнішньої.

Використання одними живими організмами інших як середовище проживання - дуже давнє і широко поширене в природі явище. Навіть прокаріотів (бактерії, актиноміцети і синьо-зелені водорості) мають співмешканців. Серед бактерій недавно відкритий рід Bdellovibrio. представники якого є спеціалізованими внутрішньоклітинними паразитами багатьох інших бактерій. Внутрішньоклітинні паразити і симбіонти виявлені у великого числа одноклітинних еукаріотичних форм (червоних, зелених і діатомових водоростей, амеб, радіолярій, інфузорій і ін.). Практично немає жодного виду багатоклітинних організмів, які не мають внутрішніх мешканців. Чим вище організація господарів, чим більше ступінь диференційованості їх тканин і органів, тим більше різноманітні умови вони можуть надати своїм співмешканців. З іншого боку, здатність використовувати інші організми як середовище існування хоча і характерна для представників більшості великих таксономічних груп, але в цілому зменшується з ускладненням їх організації. Таким чином, паразитів найбільше серед мікроорганізмів і щодо примітивних багатоклітинних, а схильність паразитизму найбільш розвинена у хребетних тварин і квіткових рослин.

Паразити мешкають в специфічних умовах внутрішнього середовища господаря. Це, з одного боку, дає їм цілий ряд екологічних переваг, а з іншого - ускладнює здійснення їх життєвого циклу в порівнянні з вільноживучим видами.

Одне з головних переваг паразитів - рясне постачання їжею за рахунок вмісту клітин, соків і тканин тіла господаря або вмісту його кишечника. Рясна і легкодоступна їжа служить умовою швидкого зростання паразитів. Там, де дозволяє простір, наприклад в кишковому тракті хребетних, паразити можуть досягати дуже великих розмірів в порівнянні з їх свободноживущими родичами. Так, людська і свиняча аскариди - одні з найбільш великих представників класу нематод, а лентець широкий, бичачий і свинячий солітери - гіганти серед плоских хробаків, що досягають в довжину 8-12 м, тоді як найбільші тропічні турбеллярии не перевищують 60 см. Розміри більшості вільноживучих інфузорій становлять 50-100 мкм, тоді як співмешканці жуйних досягають 200-500 мкм, а в деяких випадках -2-3 мм.

Практично необмежені харчові ресурси служать для паразитів також умовою високого потенціалу їх розмноження, яке забезпечує їм вірогідність зараження інших господарів.

Другим важливим екологічним перевагою - для мешканців живих організмів є їх захищеність від безпосереднього впливу факторів зовнішнього середовища. Усередині господаря його співмешканці практично не зустрічаються з загрозою висихання, різкими коливаннями температур, значними змінами сольового і осмотичного режимів і т. П. В особливо стабільних умовах існують внутрішні мешканці гомойотермних тварин. Коливання умов зовнішнього середовища позначаються на внутрішніх паразитів і симбіонти лише опосередковано, через організм господарів.

Захищеність від зовнішніх ворогів, велика кількість легкозасвоюваній їжі, відносна стабільність умов роблять непотрібної складну диференціювання тіла, і тому багато внутрішні паразити і симбіонти характеризуються в еволюції вторинним спрощенням будови, аж до втрати цілих систем органів. Так, стрічкові черв'яки, всмоктувальні переварену господарем їжу через покриви, відрізняються відсутністю травної системи і редукцією нервової. Галові кліщі, що живуть в тканинах рослин, проводять все своє життя і навіть розмножуються на стадії ембріона всього з однією парою кінцівок замість властивих всім павукоподібних чотирьох пар.

Вихід у зовнішнє середовище найчастіше загрожує для паразитів багатьма небезпеками, тому на тій стадії життєвого циклу, яку паразити проводять поза господаря, у них розвиваються різні захисні пристосування, що дозволяють пережити цей критичний період (товсті і багатошарові оболонки яєць гельмінтів, цисти кишкових амеб, ооцисти зі спорами кокцидій, здатність до анабіозу у ряду личинок нематод і т. п.). Якщо в життєвому циклі паразитів немає стадії виходу в зовнішнє середовище, як, наприклад, у малярійного плазмодія, то таких захисних пристосувань не виявляється.

Основні екологічні проблеми, з якими стикаються внутрішні співмешканці живих організмів, - це обмеженість життєвого простору для тканинних і особливо внутрішньоклітинних мешканців, складності постачання киснем, труднощі поширення від однієї особини господарів до інших, а також захисні реакції організму господаря проти паразитів.

Живі організми не тільки відчувають впливу з боку паразитів і симбіонтів, але й енергійно реагують на них. Мешканці такий живий середовища повинні долати опір організму хазяїна, його захисні реакції. Це опір паразитам отримало назву активного імунітету. Повноцінні, здорові особини рослин і тварин часто мають дієвими захисними пристосуваннями, що не дозволяють проникати в них патогенних організмів. Наприклад, стійкість хвойних дерев до нападу стовбурових шкідників (жуків-короїдів, личинок златок, вусанів та ін.) Забезпечується перш за все виділенням смоли, яка містить сполуки, токсичні для цих комах. Ослаблені дерева втрачають опірність, їх заселяють комахи, вражають гриби і інші споживачі живих тканин. У тварин захисною реакцією від вторгнення сторонніх організмів є вироблення гуморального імунітету - утворення в крові хазяїна специфічних білкових вещест, антитіл, що пригнічують паразитів. Вироблення імунітету стимулюється токсинами паразита і часто охороняє від повторних заражень.

У ряді випадків організм господаря відповідає на вторгнення паразита розростанням оточуючих його тканин, утворенням своєрідною капсули, ізолюючої паразита. Такі освіти у тварин називають зооцецідіямі, а у рослин - галлами. Іноді така ізоляція призводить до загибелі паразита. Наприклад, личинки глист, проникаючі під зовнішній шар мантії ряду пластінчатожаберних молюсків, окружаются і замуровуються відкладеннями перламутру - виникає перлина. Найчастіше, однак, захисна роль зооцецідіев обмежується локалізацією завданої шкоди в певній ділянці тіла господаря, а самі паразити використовують їх як додаткові захисні освіти. Особливо наочно це виражено у виникненні галлів у рослин. Викликають їх комахи, кліщі, нематоди та інші паразити виділяють спеціальні речовини, що стимулюють перетворення тканин або цілих органів рослини в галли з камерою всередині, в якій їх мешканець надійно захищений від висихання і ворогів і забезпечений злиденній.

Обмеженість життєвого простору особливо позначається на розмірах і формі внутрішньоклітинних паразитів і симбіонтів. Так, грегаріни, що живуть в порожнині кишечника, - це великі споровики зі складно розчленованої кліткою, тоді як кокцидии або малярійні плазмодії, які є внутрішньоклітинними паразитами, відрізняються дуже дрібними розмірами і спрощеним зовнішнім будовою.

Нестача кисню в тканинах і особливо в шлунково-кишковому тракті організмів-господарів призводить до того, що у багатоклітинних мешканців внутріорганізменних середовища виробляється переважно анаеробний тип обміну. Необхідна для роботи клітин енергія вивільняється не за рахунок дихання, а за рахунок різних видів бродіння. У людської аскариди втрачені всі ферменти дихального циклу, і кисень діє на черв'яків як отрута, що використовується в медичній практиці. Однак цілий ряд паразитів немає втрачає повністю здатності до дихання і може перемикатися з анаеробного типу обміну на аеробний.

Навколишнє середовище паразитів обмежена як у часі (життям господаря), так і в просторі. Тому основні адаптації спрямовані на можливість поширення в цьому середовищі, передачі від одного господаря до іншого. Найголовніші пристосування до цього - підвищена здатність до розмноження, вироблення складних життєвих циклів, використання переносників і проміжних господарів.

Велетенська плодючість, властива паразитам, отримала назву «закон великого числа яєць». Природний відбір привів до розвитку у паразитів гігантської яйцепродукції в порівнянні з вільноживучим формами. Людська аскарида продукує в середньому 250 тис. Яєць за добу, а за все життя - понад 50 млн. Маса яєць, відкладених однією самкою аскариди за рік, в 1700 разів перевищує її власну масу.

Переважна більшість яєць і зародків паразитів гине, не потрапивши в чергового господаря або не витримавши впливу різних факторів зовнішнього середовища. Тільки надзвичайна плодючість збільшує шанси на виживання і завершення життєвого циклу хоча б небагатьох нащадків, підтримуючи існування виду.

Пристосування до множення потомства проявляються у ряду паразитів також у вигляді партеногенезу, поліембріонії (клітини одного ділиться яйця дають початок безлічі зародків), безстатевого розмноження (брунькування у пузирчастий стадій стрічкових хробаків). Це призводить до чергування поколінь - статевого і партеногенетичного або статевого і безстатевих.

У багатьох паразитів чергування поколінь поєднується зі зміною двох або більше господарів, так що одне покоління існує в одному господаря, а інше - в іншому. Партеногенетичний або безстатеве розмноження в проміжному господаря збільшує шанси паразита на потрапляння в остаточного господаря і завершення життєвого циклу. Різноманіття і складність життєвих циклів паразитів виробилися як пристосування для передачі від однієї особини хазяїна до іншого, для поширення.

У ряді випадків паразити самі стають місцем існування інших видів - виникає явище гіперпаразітізма. Дво- або навіть трьох-і чотириступеневий паразитизм не так рідкісний в природі. Наприклад, багатоядерні опаліни, що живуть в амфибиях, самі бувають іноді на 100% заражені амебами, що розмножуються всередині їх клітин. У свою чергу, амеби, що паразитують на опалин, можуть бути вражені грибком з роду Sphaerita. Багато сверхпаразитов в класі комах. Наприклад, для паразита капустяної білявки наїзника відомо більше 20 видів вторинних паразитів з перетинчастокрилих.

Живі організми як середовище існування
У різних частинах тіла багатоклітинного організму умови неоднорідні. Господар виступає для своїх мешканців як різноманітна середу. Його паразити і співмешканці пристосувалися до життя в певних органах і тканинах, вони приурочені до певного віковою і фізіологічного стану господаря. Наприклад, в Сибіру в лиственницах тонкоусий ялиновий вусань заселяє переважно прікомлевую частина до висоти приблизно 1 м, модринова златка освоює ствол вище, до 4-5 м, довгастий короїд поширюється по всій його середній частині, а вершину і гілки заселяють короїд-гравер і заболонник Моравіца. У травному тракті кролика одночасно можуть паразитувати декілька видів кокцидии, кожен з яких локалізується в певних частинах кишечника: Eimeria media - в початковому відділі тонкої кишки, Е. irresidua - в середній, а Е. magna -в останньої її петлі, Е. piriformis - переважно в сліпій кишці і т. д.

Фауна паразитів змінюється з віком господаря. Збільшення його розмірів, зникнення личинкових органів і поява нових, зміна середовищ існування, метаморфоз, линьки - все це відбивається на заселеності господаря паразитами і симбионтами.

Велике коло паразитів мешкає не всередині, а на поверхні тіла господаря. Останній в цьому випадку виступає лише як частина зовнішнього середовища паразита, забезпечуючи його їжею, надаючи притулок, трансформуючи мікроклімат. Зв'язок Ектопаразити з господарем може бути постійною або тимчасовою. Для постійних або довгостроково пов'язаних з господарем ектопаразитів одна з основних життєво важливих екологічних завдань - втриматися на тілі господаря. У зв'язку з цим типові ектопаразити зазвичай характеризуються наявністю потужних органів прикріплення - присосків, гаків, кігтиків і т. П. Які незалежними шляхами розвиваються у самих різних за походженням видів.

Таким чином, паразити, як і свободноживущие види, володіють складною системою пристосувань до свого середовища проживання. Їх будова і організація відображають специфіку цього середовища. У представників різних груп, які ведуть паразитичний спосіб життя, часто розвиваються подібні типи пристосувань.

Схожі статті