Паразиты и симбионты в теле животных

Недооценка эпидемиологами сложности мира микроорганизмов распространяется ими и на мир одноклеточных животных (Protozoa). Естественный отбор действует на основе «принципа экономии генов». Поэтому «пропущенные» и «оптимизированные» им «простые структуры» входят в состав «более сложных» на последующих этапах эволюции. Они как кирпичи, сооружения из которых можно разбирать и строить уже по другому замыслу. Для нас, как биологического вида, пытающегося приспособить окружающую среду «под себя», должно быть весьма интересным то обстоятельство, что появившиеся 500–600 млн. лет назад многоклеточные формы жизни имели за собой не менее 3,9 млрд. лет эволюции одноклеточных организмов и уже сложившиеся взаимоотношения между существовавшими в этом мире хозяевами и паразитами. И эти «взаимоотношения» не исчезли, а стали более сложными при увеличении разнообразия форм жизни на Земле.

Паразиты простейших.О гораздо более глубокой связи микроорганизмов, вызывающих болезни у человека с простейшими, чем думали раньше, свидетельствует открытие феномена «некультивируемости бактерий» (исследователи обнаруживают микроорганизм в простейших методами молекулярной диагностики, но не могут подтвердить его наличие культивированием на искусственной питательной среде). С антропоцентристской точки зрения феномен объяснялся просто — микроорганизм попал в неблагоприятную для него среду (благоприятная среда, разумеется, питательный бульон, приготовленный в лаборатории этих исследователей). Однако границы этого феномена оказались значительно более широкими. Выяснилось, что существует много самых разных микроорганизмов — внутриклеточных паразитов, не растущих на искусственных питательных средах, но являющихся патогенными для человека. Например, T.J. Marrie et al. 6 обнаружили, что такие микроорганизмы как LLAPs (Legionella-like amoebal pathogens — возбудители пневмоний), Parachlamydia acanthamoeba BN9 (болезнь Кавасаки) и Afipia felis (болезнь кошачьей царапины), паразитирующие в почвенных амебах, очень хорошо размножаются в человеческих моноцитах, но не растут на искусственных питательных средах. Если пойти в обратную сторону, т.е. проверить способность уже выявленных на искусственных питательных средах патогенных для человека микроорганизмов паразитировать внутри макрофагов, непрофессиональных фагоцитов и, даже, в нефагоцитирующих клетках (фибробластах, эпителиоцитах), то выясняется, что все они способны к такому паразитизму. Подготовленный О.В. Бухариным 7 ретроспективный обзор таких экспериментов включает не менее 20 патогенных для человека видов.

Экспериментальные данные также свидетельствуют о другом феномене паразитизма патогенных для человека микроорганизмов у простейших — упрощении генома паразита при специализации его к своему хозяину. Например, сравнение геномов Yersinia pseudotuberculosis и Y. pestis для ученого, привыкшего считать, что патогенность микроорганизмов обусловлена приобретением генов факторов патогенности (т. е. усложнением генома), требует преодоления некоторого психологического барьера. Возбудитель чумы, более патогенный для человека и большинства модельных животных, чем возбудитель псевдотуберкулеза, утрачивает значительную часть генов, которые традиционно относят к генам вирулентности и патогенности. По данным, приведенным А.П. Анисимовым 8 , по сравнению с псевдотуберкулезным микробом, Y. pestis утрачивает гены адгезинов, уреазы (сдвиг рамки считывания), инвазинов Inv и Ail (вставка IS-элементов), подвижности, способности к синтезу О-боковых цепей ЛПС (не установленные механизмы образования мутаций) и ряд других. Из 17 «биосинтетических» генов, выявленных у псевдотуберкулезного микроба, 5 в геноме Y. pestis инактивированны за счет вставок и делеций. Компьютерный анализ полного генома чумного микроба (штамм CO92, биовар Orientalis; выделен от человека, погибшего от легочной чумы) показал наличие 149 псевдогенов.

Но если сравнить экологию обоих микробов, то выясняется, что у псевдотуберкулезного микроба очень широкий круг хозяев, в основном среди гидробионтов. Он является комменсалом для зоопланктона (дафнии, циклопы), бентосных животных (кольчатые черви, моллюски, личинки насекомых и др.) и высших растений. Возбудитель же чумы специализирован на узком круге почвенных простейших 9 . Следовательно, упрощение его генома является следствием дегенеративной эволюции, характерной для видовой специализации любого паразита 10 .

Истинными паразитами почвенных простейших кроме возбудителя чумы, видимо являются возбудители сибирской язвы, сапа, мелиоидоза, туляремии и многие другие, опасные для человека микроорганизмы. В пользу такого предположения свидетельствует «привязанность» вызываемых ими вспышек болезней к конкретным местностям; отсутствие у них резистентности детоксикационного типа к антибиотикам (ненужной для внутриклеточного паразитизма); вовлечение в инфекционный процесс лимфатических узлов и фагоцитирующих клеток крови; а также «запутанность» вопроса об их факторах патогенности и токсинах. Ни один из обнаруженных у них таких «факторов» не может однозначно объяснить клинику вызываемой у людей болезни, больше похожую на реакцию организма на суперантигенный раздражитель. Не обладают они и контагиозностью, т.е. способностью передаваться от одного теплокровного организма к другому при контакте, что обычно предполагает воздушно-капельный механизм передачи возбудителя болезни непосредственно от одного заболевшего к другому. Редкие случаи «перехода» бубонной чумы во вторично-легочную лишь исключения, подтверждающее выше приведенные наблюдения. Ни больные с такой формой чумы, ни появившиеся через инфицирование от них больные с первично-легочной чумой, не способны поддерживать возбудитель чумы в природе, так как в 100% известных случаев (без лечения антибиотиками) они погибают. Преададаптация к одноклеточным животным позволяет таким бактериям эффективно проникать в фагоцитирующие клетки белой крови человека и там размножаться. Однако для них любой теплокровный хозяин является биологическим тупиком. Его «выживание» не обязательно для поддержания в природе паразитов почвенных простейших. Поэтому многие из них включены в перечни потенциальных агентов биологического оружия.

Паразиты одноклеточных животных не исчерпываются бактериями. Недавно в амебах Acanthamoeba polyphaga обнаружен крупный ДНК-вирус (800 т.п.н. с диаметром зрелых частиц 400 нм), названный мимивирусом (т.е. «имитирующий бактерию»), так как его сначала приняли за бактерию 11 . Таксономически он занимает положение между Poxviridae (к этому таксону относится возбудитель натуральной оспы), Iridoviridae (к ним относятся вирус африканской лихорадки свиней — African swine fever и многие вирусы земноводных, рыб и насекомых) и Phycodnaviridae. По сути, мы ничего не знаем о патогенных для людей вирусах одноклеточных животных, так как это направление исследований еще не было предметом пристального внимания ученых. Хотя возможно именно простейшие являются первичным резервуаром не только возбудителей бактериальных инфекций людей и животных, но самых распространенных вирусных, включая возбудители геморрагических лихорадок, гриппа, да и сам ВИЧ.

Теперь нам надо обозначить хотя бы контуры эволюции хозяев таких микроорганизмов — простейших, вошедших в качестве симбионтов в первые многоклеточные организмы.

Простейшие — симбионты многоклеточных.Простейшие (например, амебы) способны узнавать свои и чужие псевдоподии (отростки протоплазмы), однако ряд бесполезных для них веществ (частицы туши и пр.) и отдельные микроорганизмы они поглощают без всяких предосторожностей, как свою потенциальную пищу. Самые примитивные многоклеточные животные (Metazoa) — губки (Spongiae s. Porifera), имеют до пяти типов клеток, способных фагоцитировать чужеродные частицы. Их взаимоотношения с хозяином, видимо, являются крайним вариантом мутуалистического симбиоза, когда оба партнера получают выигрыш от совместного проживания. Целомическая жидкость кольчатых червей уже напоминает кровь позвоночных с ее иммунными клетками, в качестве которых выступают целомоноциты (лейкоциты) и лимфоциты (о примитивном клеточном иммунитете см. работе 12 ). Тем не менее, при усложнении многоклеточных организмов сложившиеся за миллиарды лет отношения между клетками, способными к фагоцитозу и их паразитами, продолжали оставаться прежними, доказательства чему можно найти и сегодня.

Например, легионеллы проникают в организм человека через легочные макрофаги 13 . Эти же макрофаги «спасают» возбудитель сибирской язвы, попавший в альвеолы легких в составе мелкодисперсного аэрозоля, и переносят его в более благоприятные условия медиастинальных лимфатических узлов, где он размножается, а затем вызывает генерализованную инфекцию 14 . Возбудители брюшного тифа, дизентерии, патогенные иерсинии (Y. enterocolitica и Y. pseudotuberculosis) используют для этого посредничество М-клеток пейеровых бляшек (Agmina s. insulae Peyeri) подвздошной кишки. Дальнейшая их диссеминация происходит исключительно благодаря выживанию внутри макрофагов, которые мигрируют через лимфатическую систему 15,16 . Возбудитель туляремии проникает в макрофаги и в течение нескольких дней инфицирует все ретикулоэндотелиальные ткани 17 . Возбудитель бруцеллеза инфицирует как фагоцитарные клетки — макрофаги, так и нефагоцитарные — трофобласты беременных животных 18 .

Сходные данные мы находим и по вирусам. Например, ВНО, обычно передающийся воздушно-капельным путем, предварительно накапливается в альвеолярных макрофагах, затем он по лимфатическим путям проникает в лимфатические узлы, где происходит его репликация, после чего он обнаруживается в свободных макрофагах иммунной системы и в крови (первичная виремия). Дальнейшее его распространение происходит по лимфатической системе и только накопившись в фагоцитах, он в больших количествах попадает в кровоток (вторичная виремия). Даже если ВНО попадает в организм человека нехарактерным для него путем, например, через порез в коже, его накопление осуществляется фагоцитирующими клетками. Сначала он проникает в макрофаги, ими заносится в лимфатические узлы, там размножается и затем распространяется по организму 19 .

Почти все перечисленные патогены нуждаются в кислых значениях рН в качестве сигнала для внутриклеточной репликации. Но получают они его только в фаголизосомах макрофагов и фагоцитов 16 . За столь «точечным» проникновением микроорганизмов в конкретную фаголизосому, разумеется, стоит естественный отбор, закрепивший тот механизм лиганд-рецепторного узнавания, благодаря которому и происходят в определенной последовательности все эти события. Но когда мог произойти этот «отбор»?

Реликтовая иммунная система. Видимо гораздо раньше оформления таксона (типа) позвоночных, иначе бы не было необходимости в формировании гуморальной составляющей системы иммунитета (см. ниже). Кроме того, для большинства перечисленных выше внутриклеточных паразитов (за исключением ВНО), человек и другие позвоночные не являются первичными резервуаром и не поддерживают их существование в природе. Поэтому коэволюционные взаимодействия между ними не могли зайти настолько далеко, что бы взаимно «согласовать» детали своей молекулярной организации. Следовательно, эти «детали» были согласованны на значительно более ранних этапах эволюции жизни. Но тогда возникает другой вопрос — зачем естественный отбор поддерживает у многоклеточных организмов рецепторные структуры, которые «открывают ворота» для внутриклеточных паразитов?

Дело в том, что как перечисленные выше внутриклеточные паразиты, так и многие неупомянутые (например, возбудители геморрагической лихорадки с почечным синдромом, чумы, коклюша и др.) эффективно присоединяются к распространенным и разнообразно представленным у многоклеточных организмов белкам семейства интегринов. Это адгезивные гетеродимерные белки клеточной поверхности, принимающие участие в межклеточных взаимодействиях и взаимодействии клеток с внеклеточным матриксом. Иными словами, они «скрепляют» клетки в многоклеточные структуры. Поэтому естественный отбор ради предотвращения проникновения в эти клетки паразитов, не может не только не поддерживать интегрины, но и выйти за рамки организации межклеточных взаимодействий, сложившейся в ходе эволюции. Следовательно, для усложняющихся многоклеточных организмов уже было не достаточно контроля их внутренней среды, осуществляемого фагоцитирующими симбионтами-простейшими (назовем их совокупность реликтовой иммунной системой), требовались дополнительные системы контроля, но уже за самими такими симбионтами, «обманутыми» паразитами.

Гуморальная и клеточная системы иммунитета. Для этого у позвоночных естественным отбором закрепляется еще одна система иммунитета, которую ученые условно делят на гуморальную и клеточную (подробнее о ее эволюции см. в работе 20 ). Механизм ее функционирования весьма затратен. Он предполагает участие специфических белков (антитела, белки главного комплекса гистосовместимости — HLA, комплемент, рецепторы Т-клеток, цитокины и др.), органов (тимус, селезенка, костный мозг, аппендикс, пейеровые бляшки, фабрициева сумка у птиц) и специализированных клеток (Т- и В-лимфоциты и др.). За интегринами естественных отбор, следуя «принципу экономии генов», «закрепил» основную роль в контактной связи лимфоцитов с антигенпрезентирующими клетками и при миграции лимфоцитов и лейкоцитов в ткани.

Паразит (микопалазма, бактерия или вирус), попав в организм позвоночного животного, встречает уже не только своих «знакомых» по архейской эре — фагоцитирующие клетки, но и неизвестные ему узкоспециализированные В-лимфоциты, запускающие синтез антител, специфичных к его антигенам. Сам по себе В-лимфоцит для такого паразита абсолютно безвреден, но связанный синтезированным им антителом он легко становится «добычей» тех, кого за миллиарды лет совместной эволюции привык использовать для собственного обитания, питания и размножения. Другой трагический вариант завершения его паразитической жизни в организме позвоночного животного — лизис с помощью специализированных белков плазмы (система комплемента). Эту часть иммунных реакций исследователи традиционно относят к гуморальному иммунитету.

Паразит, сумевший «непомеченным» проникнуть в фагоцитирующую клетку (обычно это вирус) становится слишком заметным иммунной системе, начав размножаться. Синтезирующиеся вирусные белки образуют комплексы с поверхностными антигенами клетки (антигены гистосовместимости или трансплантационные антигены), а те распознаются Т-лимфоцитами, еще называемыми киллерными. Активировавшиеся Т-лимфоциты связываются с инфицированной фагоцитирующей клеткой своими рецепторами и убивают ее посредством апоптоза и особых литических белков — перфоринов и цитолизинов, поэтому такое звено иммунитета называют клеточным 21 . Общим для генетических систем, кодирующих антитела и трансплантационные антигены является сложная интрон-экзонная организация и выраженная полигенность. Репертуар антител ученые затрудняются определить, считая, что он «насчитывает миллионы специфичностей» 1 . Ни одна другая генетическая система организма не имеет такого количества аллельных форм определенного гена, как трансплантационные антигены 22 . В систему входят около 400 генов, обнаружено 3,6 млн. строительных блоков ДНК, общее число фенотипов HLA составляет около 20 млрд. Причем обе системы не дублируют друг друга по специфичности распознавания антигенов 23 . Следовательно, мы вновь сталкиваемся с последствиями эволюционного процесса, инструментами которого являются ретроэлементы. Одни паразиты/симбионты (генома многоклеточных организмов) «создавали» механизмы для противодействия другим паразитам/симбионтам (фагоцитирующим клеткам и их паразитам). Проверим наше предположение.

Дата добавления: 2016-04-14 ; просмотров: 1120 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

У многих животных, действительно, странные симбиотические отношения. Простыми словами симбиоз — это взаимовыгодные отношения, включающие физический контакт между двумя организмами, которые не принадлежат к одному и тому же виду.

Эти отношения можно поддерживать для того, чтобы обеспечить чистоту, защиту, транспортировку и даже поиск пищи. Однако иногда существует тонкая грань между полезными и вредными результатами симбиоза. А пока давайте рассмотрим взаимоотношения, которые являются взаимовыгодными для организмов как больших, так и малых.

10. Африканский скворец


Фото: Charlesjsharp

Проводя большую часть времени сидя на слонах, носорогах, зебрах и африканских буйволах, африканские скворцы едят клещей из шкуры своих хозяев-млекопитающих. Это обеспечивает скворцов всеми необходимыми им питательными веществами. Кроме того, хозяева довольны, что птицы удаляют клещей и паразитов из кожи.

Ученые считают, что эти отношения зародились давным-давно, поскольку клюв скворцов, кажется, создан специально для глубокого проникновения в толстую кожу хозяина в поисках пищи. Скворцы также издают сигнал тревоги, предупреждая тем самым других птиц и своего хозяина. Однако отношения между скворцами и их хозяевами не всегда взаимовыгодны.

Удаляя клещей из шкуры хозяина, скворцы также высасывают кровь из открытых ран на коже. Это еще один способ получить питательные вещества, что делает птиц более похожими на паразитов. Хотя это размывает симбиотические отношения между двумя организмами и несет риск проникновения инфекции для хозяев, слоны и зебры могут счесть это небольшой ценой, чтобы оплатить скворцам услуги по уборке.

Однако скворцы не всегда полезны. Иногда они могут пропускать клещей, если те не наполнены кровью (главным питательным веществом для птицы). В этих случаях скворцы позволят им продолжать питаться кожей хозяев, пока клещи не станут более привлекательными для скворцов.

9. Крабы и актинии

«Можно мне прокатиться, чувак?» Именно так обращаются в океане морские актинии к определенным видам крабов. Морские анемоны катаются автостопом на спинах крабов-отшельников, что позволяет им возвышаться над морским дном. Во время еды анемоны пользуются своими щупальцами, чтобы схватить остатки еды крабов отшельников.
Но что получает краб от этих отношений?

Морской анемон защищает краба-отшельника от голодных осьминогов. С колючими щупальцами морского анемона на спине краб становится менее привлекательным для хищников. Кроме того, крабы помогают отбиваться от морских существ, настроенных закусить морским анемоном.

Интересно, что эти отношения складываются не случайным образом. Крабы будут специально искать анемонов, чтобы поместить их себе на спину. На самом деле, когда рак-отшельник меняет раковины, он снимает клешнями анемона и заново цепляет его на спину.

Крабы-боксеры также участвуют в симбиозе с морскими анемонами, но их отношения особенно интересны. Краб-боксер держит анемона в своих клешнях, как боксерские перчатки. Крабы-боксеры могут использовать жгучие щупальца морских анемонов для защиты от хищников, а анемоны могут получить дополнительные кусочки пищи, которые они собирают вокруг дома краба.

Беспроигрышный вариант для двух этих организмов.

8. Бородавочники и мангусты


Фото: popsci.com

Возвращаясь к африканской саванне, ученые Уганды стали свидетелями странной дружбы между бородавочниками и мангустами. В Угандийском национальном парке королевы Елизаветы (Uganda’s Queen Elizabeth National Park) заметили, что бородавочники специально ложатся на землю, если встретят мангуста.

Бородавочники получают услугу чистки, в то время как острозубые мангусты выбирают с их шкуры насекомых и особенно клещей. Следовательно, мангуст получает еду, а бородавочник становится чистым. В некоторых случаях, если понадобится, сразу несколько мангустов будут грызть жесткую кожу бородавочника и даже залезут на свинью.

Если вы рыба и еще не записаны к дантисту, вам крупно повезло. Просто посетите «станцию очистки» на вашем местном рифе, где рыбы-чистильщики, такие как губаны или бычки, только и ждут, чтобы вытащить нежелательных паразитов и другие кусочки из вашего рта и других частей тела.

После прибытия в зону рифа, которая является «станцией очистки», рыба, например, рыба-попугай, или даже акула, примет конкретную позу, которая говорит рыбе-чистильщику, что можно приблизиться. Тогда чистильщики начинают поглощать свой вкусный шведский стол, состоящий из паразитов, слизи и мертвых тканей их клиентов.

Если рыба-чистильщик становится слишком агрессивной и откусывает слишком много ткани или слизи, симбиотические отношения могут быть прекращены более крупной рыбой-клиентом. Наиболее известными рыбами-чистильщиками являются губаны, которые живут среди коралловых рифов Тихого и Индийского океанов. Эти рыбы часто носят на своем теле яркие синие полосы, что делает их очень заметными для более крупных рыб, которые нуждаются в чистке.

6. Крокодил и зуек


Фото: smallscience.hbcse.tifr.res.in

У африканских крокодилов уникальные отношения с зуйками. После трапезы крокодил выползает на берег реки, находит уютное местечко и сидит с широко открытой пастью. Это действие сигнализирует маленькой птице, что можно забраться в крокодилий рот и собрать крошечные кусочки пищи, которые остаются в зубах огромной рептилии.

Зуйки помогают в очистке ртов их огромных клиентов-крокодилов. Действия храброй птички помогают предотвратить заражение крокодила, которое может вызвать сырое мясо, и удалить насекомых, которые ползают по коже крокодила. Таким образом, крошечные птицы получают бесплатную еду, а крокодил получает бесплатный осмотр зубов и чистку. Неплохо!

Если во время перекуса во рту крокодила птица сталкивается или чувствует опасность, исходящую от другого животного, зуек издает предупреждающий сигнал, а затем улетает. Крик зуйка сигнализирует крокодилу, что необходимо броситься в воду и скрыться от любой потенциальной угрозы.

5. Койот и барсук


Фото: mnn.com

Когда койоты и барсуки работают в паре, они сочетают свои специфические охотничьи навыки, чтобы увеличить вероятность ловли добычи. Да, вы правильно поняли, койоты и барсуки вместе охотятся!

Как это происходит?

Более крупный койот преследует добычу по прериям или лугам. Барсук же прячется в нору добычи, такой как суслики или степная собака, чтобы схватить их, когда они возвращаются домой. Таким образом, койот получает добычу, если та пытается вырваться наружу, а барсук хватает добычу, когда та пытается спрятаться под землей.

Хотя только один из хищников в итоге уходит с добычей, многие исследования данных отношений показывают, что совместные усилия этих животных увеличивают шансы на получение пищи для них обоих. Барсуки и койоты питаются тем же самым, поэтому конкурируют друг с другом. Тем не менее, хитрых степных собак не всегда легко поймать, потому что они не уходят далеко от своих нор. Поэтому альянс барсук-койот помогает охотиться на них.

Некоторые койоты могут собираться в свободные сообщества, но большинство ведут одинокую жизнь, поскольку они редко охотятся стаями. Интересно, что барсук — еще более одинокое существо, что делает его партнерство с койотом еще более странным.

Исследования показали, что койоты, которые сотрудничают с барсуками, ловят на треть больше добычи, чем одинокие койоты. В следующий раз, когда вы отправитесь в поход, поищите этих двух ребят, болтающихся вместе.

4. Бычок и рак-щелкун


Фото: reed.edu

Похоже, что на морском дне лучшими приятелями являются бычок и рак-щелкун. Как соседи по комнате, эти два очень разных существа поддерживают чистые и ясные симбиотические отношения. Рачки, которые не возражают против проживания с бычками, выкапывают яму, в то время как рыба охраняет и защищает креветку и яму.

Обладая отличным зрением, бычок легко замечает хищников и предупреждает маленького рачка об опасности, чтобы он мог спрятаться. Следовательно, рыба и рачок становятся соседями по комнате, разделяя подводную мини-пещеру друг с другом.

Поскольку раки-щелкуны в основном слепы, они предупреждают бычка, когда собираются покинуть дом, чтобы найти еду. Затем, во время перемещения по воде креветки будут касаться рыбы своими антеннами, чтобы поддерживать контакт. Поскольку рак-щелкун обитает на морском дне с неглубоким покрытием, для него важно поддерживать симбиотические отношения с бычком.

Было отмечено, что бычки даже собирают водоросли и другие продукты питания для своих соседей по комнате – рачков. Бычок также может приносить водоросли ко входу норы, чтобы слепой рачок мог легко до них добраться. Если возникает опасность, то бычок щелкает хвостом в качестве предупреждения.

В обмен на эту защиту, рачки обеспечивают бычков домом. Бычок также использует безопасность норы, чтобы соблазнить своего партнера особым ритуалом, который занимает некоторое время. Удивительно, но более 100 видов бычков были замечены в симбиотических отношениях с креветками.

Ремора – это рыба, которая может достигать 0,30-0,90 метров в длину. Как ни странно, их передние спинные плавники эволюционировали, чтобы выполнять роль присоски, расположенной на верхней части головы. Это позволяет реморам прикрепиться к нижней части проплывающих мимо скатов или акул.

Remora будет использовать своего хозяина в качестве транспорта и будет питаться остатками пищи, оставшимися от еды хозяина. Однако это не односторонние отношения, поскольку акула или скат получает от прилипшей реморы услугу очистки, ведь она удаляет паразитов и бактерий с кожи хозяина. Если бактерии останутся на коже акулы, это может вызвать раздражение или даже привести к инфекции. Поэтому, ремора играет важную роль для своего гораздо более крупного хозяина.

Также было замечено, что акулы защищают своих друзей-ремор, чтобы получить услуги по очистке. Большинство акул не возражает против ремор. Тем не менее, лимонные акулы и песчаные акулы могут быть агрессивными по отношению к ним и иногда их едят.

2. Колумбийский фиолетовый птицеед и пятнистая жужжащая лягушка


Фото: scienceblogs.com

Возможно, одни из самых странных симбиотических отношений существуют между пятнистой жужжащей лягушкой и Колумбийским фиолетовым птицеедом, оба из которых обитают в Южной Америке. Колумбийский птицеед может легко убить и съесть маленькую пятнистую лягушку, но он не хочет.

Вместо этого большой паук позволяет крошечной лягушке разделить с ним нору. Оба существа участвуют во взаимовыгодных отношениях, в которых паук предлагает лягушке защиту от хищников, а лягушка поедает муравьев, которые могут атаковать или есть яйца птицееда.

Было отмечено несколько случаев, когда пауки хватали лягушек, но исследовав их с помощью своего ротового аппарата, отпускали их целыми и невредимыми.

1. Люди и медоуказчики


Фото: npr.org

Наш последний пример симбиоза существует между африканской птицей, известной как большой медоуказчик, и людьми из местного племени в Танзании под названием Хадза. Откликнувшись на отчетливый человеческий зов, маленькая птичка приводит человека к меду.

Местные жители Хадза используют множество звуков, чтобы привлечь птиц, например, крики, свист и даже слова. Точно так же, как люди издают звуки, чтобы определить местоположение медоуказчика, птица изменяет свой звук, чтобы люди знали, когда она находится рядом с ульем. Как ни странно, большие медоуказчики не одомашнены и формально не обучены.

Так почему же птица из всех сил старается помочь людям?

Оказывается, медоуказчики, как и мы, любят красиво приготовленную еду. После обнаружения улья, люди племени поднимаются на дерево и забирают кусочки сотов. Хадза используют дым, чтобы выкурить пчел, поэтому они могут вырезать из улья соты.

После этого люди оставляют кусочки задымленных сот, чтобы птицы могли перекусить. Ученые считают, что отношения между представителями африканского племени и медоуказчиками насчитывают тысячи и, возможно, миллионы лет. Тем не менее, уникальные звуки, используемые аборигенами, скорее всего, развивались с течением времени и различаются по географическому принципу.

Понравилось? Поделись новостью с друзьями! 🙂

Бактериальные симбионты человека составляют его нормальную микрофлору. Они живут в кишечнике, на коже, на слизистых, обеспечивая либо защиту (конкурентным способом не давая другим, зловредным, бактериям заселить эти участки), либо участвуя в переваривании пищи и синтезировании некоторых, необходимых человеку витаминов. Мы уже упоминали симбионта человека кишечную палочку . Всего к нормальной микрофлоре человека относится около 500 видов бактерий. Если убить всех бактерий на коже или в кишечнике человека, то ничего хорошего из этого не получится. Роль нормальной микрофлоры изучена на стерильных животных. В специальных условиях выращивают животных (крыс или мышей), и смотрят, что с ними происходит в отсутствии бактерий. Надо отметить, что живут они не очень хорошо. Таким образом, каждый реальный человек – это не просто представитель вида Homo sapiens , а целая коллекция различных организмов.

Кроме нормальной микрофлоры человека есть бактерии, являющиеся паразитами. От вирусных и бактериальных инфекций погибает людей больше, чем от самых кровопролитных войн. Борьба с вирусными инфекциями началась в 1796 году с открытия Дженнером вакцины против оспы. В 1885 году Луи Пастер впервые привил укушенного бешеной собакой мальчика от бешенства. Сейчас существуют вакцины, способные защитить человека от очень многих инфекций.

Рассмотрим строение и жизненный цикл паразитических бактерий на примере возбудителей заболеваний, передающихся половым путем. Заболевания, передающиеся половым путем, вызываются бактериями, вирусами (т.е. одноклеточными) или грибами. В силу анатомических особенностей женщины больше подвержены инфицированию, чем мужчины. У женщин также легче диагонстировать эти заболевания. Ниже перечислены возбудители различных болезней.

Половым путем также могут передаваться вирусы, например, вирус герпеса. Вирус герпеса вызывает образование пузырьков на коже, наполненных вирусными частицами («лихорадку»). Среди населения западных стран 70-90% инфицированы вирусом герпеса, у 30% бывают высыпания, у 10% — генитальные формы заболевания. Половым путем могут передаваться вирусы иммунодефицита человека (вызывает СПИД — синдром прогрессирующего муунодефицита), гепатита В и С (поражают печень), папилломавирусы (вызвают разрастания кожного эпителия и образование бородаок; некоторые виды проводируют развитие рака).

Рассмотрим строение паразитических микроорганизмов.

Возбудитель гонореи — гонококк — был открыт в 1879 году Нейсером (поэтому в честь открывателя латинское название этой бактерии — Neisseria gonorrhaea ). Гонококк относится к группе диплококков. Под микроскопом он выглядит как пара кофейных зерен, лежащих рядом. На рисунке изображена характерная картина неполного фагоцитоза: лейкоцит пытается уничтожить паразитов, но микроорганизм способен защититься от его действия, и переварить его лейкоцитам не удается. Гонококк имеет размер клетки 0.7х1.7 мкм и строение, характерное для одноклеточных.

Среди возбудителей заболеваний, передающихся половым путем, ранее других были описаны гонококк, бледная спирохета и эукариотический орагнизм трихомонада. Долгое время, ели у больного имелись признаки мочеполовой инфекции, но ни один из этих трех возбудителей не был выявлен, ему ставили диагноз «неспецифический уретрит». Однако во второй половине ХХ века были найдены возбудители «неспецифического» воспаления. К ним относятся гарднерелла, хламидия, уреаплазма, микоплазма и некоторые другие виды. Вызываемые ими заболевания отличаются тем, что часто проходят малосимптомно, остаются незамеченными носителем и переходят в хроническую форму. Хотя бы один из этих возбудителей встречаются у 30-50% людей, у части людей (имеющих несколько половых партнеров) можно обнаружить целый «букет» возбудителей. До сих пор некоторые врачи считают, что эти бактерии неопасны. Это, неверно, давно уже показано, что эти бактерии являются не только возбудителями мочеполовых инфекций, одним из самых тяжелых осложнений которых является бесплодие, но и ряда общих заболеваний, просто устоявшиеся представления меняются медленно.

Бактерия гарднерелла , вызывающее гарднереллез – воспалительное заболевание мочеполовых путей — была описана в середине двадцатого века. Гарднерелла немного крупнее гонококка, имеет характерное для прокариот строение. В препаратах, полученных от больных, клетки эпителия полового тракта выглядят как бы «приперченными»; эти перчинки — как раз и есть гарднереллы. Они также вызывают воспаление урогенитального тракта, и самым тяжелым последствием такого заболевания является бесплодие.

Хламидия, внутриклеточный паразит, отличается от гонококка своим жизненным циклом и строением. Если гонококк – это внеклеточный паразит, т.е. он находится на тканях в промежутках между клетками, то хламидия неспособна жить вне клетки, и этим она сходна с вирусом. Вне клетки хламидия сохраняется в виде мелких частиц, называемых элементарными тельцами (0.2-0.3 мкм диаметром), которые являются инфекционными. Внутри клетки элементарные тельца увеличиваются в размерах и превращаются в ретикулярные тельца (размером 0.5-0.7 мкм). В таком виде они живут внутри клетки, используя в готовом виде питательные вещества. Хламидии также вызывают воспаление урогенитального тракта, но кроме этого хламидия давно известна, как возбудитель воспалительного заболевания глаз — трахомы. Течение хламидийной инфекции отличается тем, что со временем она генерализуется (распространяется из очага инфекции по всему организму). У человека появляются симптомы отита (воспаления уха), конъюнктивита (воспаления конъюктивы) и артрита (воспаления суставов). Это триада — конъюнктивит, отит и артрит — называется синдром Рейтера. Раньше считалось, что это осложнение гонореи. Только потом было обнаружено, что этот синдром вызывается отдельным микроорганизмом. Излечение от хламидий приводит к исчезновению всех этих симптомов. Хламидия имеет особенность часто распространяться вместе с гонококком в связи с тем, что пути распространения у них одинаковы, а лечить их необходимо по разному. Поэтому после излечения от гонореи у больного оставалась хламидийная инфекция. В настоящее время разработаны эффективные методы диагностики, которые позволяют ставить диагноз и выбирать оптимальную схему лечения на ранних этапах заболевания.

Перейдем к вирусам.

Вирусы не относятся к прокариотам. Иногда их выделяют в отдельное царство, иногда описывают вне царств природы. Существуют некоторые проблемы с классификацией вирусов, споры на тему, считать вирусы живыми или неживыми. Раньше вирусы считались наиболее простыми организмами, так как они самые маленькие, и в них меньше всего белков и ДНК, и полагали, что от вирусов произошли все остальные организмы. Но сейчас, когда установлено, что вирусы без клетки жить не могут, нет оснований думать, что они появились раньше клетки. Видимо, наиболее близко к истине представление о том, что вирусы – это «взбесившиеся» гены, т.е. это гены, которые стали автономными и приобрели систему собственного размножения.

Несмотря на все различия в форме и размерах, все вирусы образованы сходным образом. Все они покрыты белковой оболочкой и в их состав входит нуклеиновая кислота — РНК или ДНК. ДНК может быть кольцевой или линейной, РНК может быть одноцепочечной или двуцепочечной.

ДНК-содержащие вирусы : герпес-вирусы (вирусы простого герпеса и ветряной оспы, цитомегаловирус); вирус натуральной оспы; папилломавирус; аденовирусы; вирус гепатита В.

РНК-содержащие: вирус гриппа; вирус кори; вирус бешенства; вирусы гепатита А и С; вирус иммунодефицита человека; ретравирусы.

Рассмотрим строение частиц вируса на примере вируса герпеса . Белковая оболочка вируса, называемая нуклеокапсид, построена из белков и представляет правильный шестигранник. Вокруг имеется оболочка, которую вирус сторит из кусков клеточных мембран, которые организм не атакует, так как это мембраны его собственных клеток. Правда, эти мембрана инкрустирована вирусными белками, поэтому иммунная система вирус герпеса все-таки может распознать. «Заворачивание» в мембрану – это способ защиты вируса. Внутри белкового шестигранника находится линейная двуспиральная молекула ДНК. Ниже на рисунке справа изображена клетка, «нафаршированная» частицами созревающего вируса. Вирус герпеса размножается в клетках кожного эпителия, но при размножении частицы вируса инфицируют нервы, и по нерву вирус проникает в спинной мозг. Там вирусная ДНК встраивается в геном клеток корешков спинного мозга, поэтому, раз инфицировавшись, человек несет в себе вирусную ДНК. Излечить его навсегда невозможно, разве что вместе с клетками спинного мозга удалить. Время от времени геномные копии могут синтезировать новые вирусные ДНК. Но если у человека хорошо работает имунная система, то у него имеются антитела, защищающие его от этого вируса. Эти антитела не дают вирусу выбраться из своего укрытия. Но при ослаблении иммунной системы, например, при простуде, титр антител в крови падает, вирусы выходят из клеток спинного мозга и по нерву добирается до кожного эпителия, и там он уже начинает размножаться. Поэтому пузырьки, высыпающие в тех местах, через которые вирус попал в организм – чаще всего на лице, на губах – называют «простудой».

Близким родственником вируса герпеса является вирус ветрянки. Ветрянкой человек болеет один раз в жизни, обычно в детстве. Все тело ребенка покрывается герпетическими пузырьками; потом вирус ветрянки также поселяется в спинном мозге, и активация вируса вызывает воспаление нервов и высыпания на кожи, которые называются опоясывающий лишай. Процесс довольно болезненный и может лишить человека работоспособности на месяц.

Источники: http://helpiks.org/7-85612.html, http://bugaga.ru/interesting/1146765647-top-10-prichudlivyy-simbioz-sredi-zhivotnyh.html, http://mirznanii.com/a/10738/simbionty-i-parazity-cheloveka

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *