Scisne?

Роль паразитов в экосистеме

Мария Орлова

Комментарии: 0

Биолог Мария Орлова о роли паразитов в экосистеме, взаимоотношениях «паразит — хозяин» и совымирании.

Разнообразие и подсчет общего количества видов существующих сегодня на планете Земля — это непростая задача. Тем не менее большинство специалистов сходится в одном: по крайней мере половина существующих сегодня видов являются паразитами, а по некоторым данным, даже больше. Этот факт должен заставить о многом задуматься. Если мы перейдем к вопросу о роли паразитов в экосистеме, то она очень масштабна. Паразиты включены в три четверти существующих экологических связей. Поскольку многие из них имеют очень сложные жизненные циклы, они, эксплуатируя хозяев разных трофических уровней, по сути цементируют экосистему, усиливают экологические связи между различными группами. Таким образом, отрицать важность этого компонента не представляется возможным.

Паразиты выступают фактором эволюции. Если мы посмотрим на взаимоотношения в парах «хозяин — паразит», мы обнаружим значительное сходство стратегий с аналогичными парами «хищник — жертва». Заставляя как-то приспосабливаться к своему присутствию, паразит фактически стимулирует эволюцию хозяина, и его влияние очень многопланово. Можно привести много частных примеров. Например, паразит регулирует энергетический баланс хозяина. Часто регулирует его репродуктивный потенциал, вплоть до примеров полной паразитарной кастрации, которые мы можем наблюдать у ракообразных. Паразит может выполнять охранную функцию для своего хозяина. То есть известно довольно много примеров, когда именно паразит не дает интродуцировать на территорию другой вид с подобной экологической потребностью. Данный факт описан, например, для оленей на территории Северной Америки: очень много попыток интродукции оказались провальными именно потому, что паразит, непатогенный для обитающих здесь животных, патогенен для любого вселенца.

Несмотря на это, экологическая роль паразитов долгое время отрицалась специалистами либо как-то принижалась. Долгое время паразит просто не рассматривался как некий равнозначный компонент экосистемы, и ситуация начала меняться только в 1990-е годы, когда вышла знаменитая работа Виндзора с лозунгом Equal rights for parasites («равные права для паразитов»). Помимо важнейшего экологического значения паразитов, хотелось бы вспомнить еще два аспекта: их научная и прикладная значимость для человека.

Что касается научной значимости, еще до появления даже молекулярно-генетических методов Иринг на рубеже XIX–XX столетий предлагал использовать паразитов для достройки и прояснения непонятных моментов из эволюционной истории хозяев. Дело в том, что Иринг отталкивался от положения (и был прав в этом), что паразиты передаются от родителей к потомкам, при этом передача строго вертикальная. Получается, что паразит с хозяином должны иметь общую эволюционную историю. Таким образом, филогенетические деревья паразита и хозяина должны быть конгруэнтны, то есть одинаковы. В большинстве имеющихся исследований примерно так оно и получается. Какие-то несовпадения в этом моменте дают повод к трактовке, интерпретации, и такие нестыковки очень часто проясняют моменты из филогении хозяина, которые из самой филогении хозяина мы бы не получили. Зато паразиты нам позволяют прояснить эти перемещения. Прежде всего, нестыковки часто указывают на какие-то особенности колебаний ареала, перемещений хозяев по территории.

Еще один пункт, по которому паразиты могут быть очень полезны, — это разделение криптических видов хозяев. Криптические виды морфологически почти неразличимы, они различаются только генетически. Между тем паразиты в этом случае обычно не ошибаются. То есть смена, например, паразитофауны на протяжении ареала, как нам кажется, одного вида, возможно, указывает как раз на то, что мы имеем дело с комплексом криптических видов. Работы в данном направлении тоже известны. Паразит может указывать на вектор инвазии — например, в случае вселения каких-то видов на новую территорию. Он может указывать на то, откуда это вселение произошло.

Прикладная значимость для человека довольно забавный аспект. Казалось бы, какая польза может быть от паразитов? Тем не менее достаточно вспомнить гирудотерапию — это паразитотерапия, лечение паразитами, которое имеет гораздо более исторические корни, чем может показаться. Известен опыт лечения сифилиса в доантибиотиковый период с помощью маляриотерапии — это лечение заражением малярией, которая вызывает настолько высокотемпературную лихорадку, что возбудитель сифилиса в таких условиях погибал. Конечно, иногда и человек погибал, тем не менее данный метод существовал. Сегодня продолжение его таково, что в ряде стран, например, предложена паразитотерапия — заражение гельминтами в случае аутоиммунных патологий. Дело в том, что современная медицина все больше приходит к пониманию, что тот факт, что человек растет и развивается в условиях отсутствия гельминтов и очень низкого количества патогенов, приводит к резкому росту различных аутоиммунных заболеваний. Ряд паразитов может быть источником достаточно полезного сырья. Некоторые антикоагулянтные вещества на сегодняшний день успешно изолированы из слюнных желез клещей, и предполагается, что они могут использоваться, в частности, в терапии тромбозов и подобных заболеваний.

Вернемся к экологической роли. Тот факт, что экосистема сегодня трансформируется под влиянием в том числе потепления климата, признается. Но влияние этих процессов на паразитов не учитывается на сегодняшний день вообще никак. А между тем сейчас происходит сокращение численности видов вообще, и ряд специалистов говорят о так называемом шестом глобальном вымирании. Паразиты в нем не учтены никак. Хотя работы последних лет дают основания думать, что как раз паразиты будут играть основную роль в этом вымирании. Дело в том, что вымирание одного вида хозяина влечет за собой исчезновение нескольких видов паразитов. Напомню, что у нас нет хозяев, свободных от паразитов. То есть каждый свободноживущий вид обязательно является чьим-нибудь хозяином, кого-нибудь он на себе или в себе носит и, скорее всего, в разных местах. Таким образом, возникает необходимость оценки скрытых потерь биоразнообразия.

После первых работ Виндзора появился термин coextinction — совымирание, то есть вымирание паразита вслед за хозяином. Такое вымирание более драматично не только в силу массовости, а еще в силу того, что паразиту для поддержания собственной численности необходима некая минимальная численность хозяев. То есть хозяин, может быть, еще не вымер, какая-то его популяция существует, а паразита уже нет. Это нередкая картина на сегодняшний день. Как пример можно привести калифорнийского кондора, который существует в пределах сотни особей на сегодняшний день. Специалисты надеются, что вид удастся сохранить. А между тем его специфичный пухоед, судя по всему, уже погиб.

Возникает вопрос: какие паразиты наиболее уязвимы? Во-первых, под наибольшей угрозой находятся паразиты более крупных животных в силу того, что у них меньше численность, — это слоны, китообразные. Во-вторых, видимо, уязвимыми оказываются паразиты, ассоциированные с пойкилотермными хозяевами, то есть хозяевами с непостоянной температурой тела, поскольку они хуже изолированы от воздействия внешней среды, в отличие от паразитов теплокровных. Это прежде всего черепахи, поскольку их численность резко сокращается. Возникает резонный вопрос: что нам делать с охранным статусом и имеются ли вообще прецеденты? В Красной книге, насколько мне известно, есть единственный вид паразитов — это вошь кистеухой свиньи. Более того, в каких-то широких, развернутых программах по сохранению биоразнообразия на сегодняшний день паразиты никак не задействованы, несмотря на то что программы по сохранению отдельных паразитов уже существуют.

Есть несколько ключевых проблем, которые надо преодолеть. Первая заключается в том, что паразиты как группа очень слабо изучены. Это огромная исследовательская лакуна, в которой надо что-то делать. Паразиты не изучены до такой степени, что для ряда организмов просто не установлен статус: не совсем понятно, паразиты они или нет, поскольку есть некие промежуточные формы. Вторая проблема — слабо задействованы музейные коллекции, которые могли бы пролить свет на очень многие вопросы. На территории Российской Федерации есть по крайней мере два примера внесения в региональные Красные книги паразитов. В одном случае это рогохвост, в другом — пиявка. Будем надеяться, что в перспективе этот вопрос будет подробно обсуждаться, а список — расширен.

Мария Орлова — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Международной лаборатории по изучению климата, землепользования и биоразнообразия Тюменского государственного университета.

ПостНаука
Комментарии: 0