Паразиты в организме человека и как от них избавиться

Паразитизм – не взаимные отношения между организмами разных видов, когда один организм, паразит, живет за счет других, хозяев. Традиционно словом паразит называют организмы с жизненными стадиями, которым нужен больше, чем один хозяин (например, Taenia Solium). Сейчас они называются макропаразитами (как правило, простейшими и гельминтами). Паразиты теперь также относятся к макропаразитам, которые, как правило, маленькие, такие как вирусы и бактерии, и могут напрямую перемещаться к разным хозяевам одного вида. Примеры: паразиты растений омелы и кускута, и организмы, такие как нематоды.

В отличие от хищников, паразиты, как правило, гораздо меньше хозяев, оба они являются частным случаем потребительски-ресурсного взаимодействия. Паразиты показывают высокую степень специализации, и воспроизводятся более быстрыми темпами, чем их хозяева. Классические примеры паразитизма включают взаимодействие между позвоночными животными и другими животными, такими как ленточные черви, сосальщики, например, вид Plasmodium, и блохи.

Паразитизм отличается от паразитных отношений тем, что паразиты обычно убивают своих хозяев. Паразитоидизм происходит у тех же организмов, у которых происходит паразитизм.

Паразиты, в общем, ухудшают физическое состояние хозяев или вызывают особые патологии, такие как паразитарная кастрация и нарушение вторичных половых признаков, что приводит к изменению поведения хозяина. Паразиты улучшают свое физическое состояние за счет эксплуатации ресурсов хозяина, необходимых для их выживания, например, пищи, воды, тепла, среды обитания, и передачи.

Несмотря на то, что суть паразитизма недвусмысленна, во многих случаях она является частью континуума типов взаимодействий между видами, а не эксклюзивной категорией. Особое взаимодействие между видами - это одно из определений паразитизма. Во многих случаях трудно доказать, что хозяин пострадал. Иногда трудно заметить видимую специализацию паразита, либо взаимодействие между организмами может быть недолгим.

Этимология слова «паразит»

Впервые использованное в английском языке в 1539 году, слово паразит происходит от средневекового французского parasite, от латинского parasitus, латинизация греческого παράσιτος (parasitos). Паразит – это «тот, кто ест за столом другого», происходит от παρά (para), «рядом, на» и добавление σῖτος (sitos), «пшеница». Придуманное в английском языке в 1611 году, слово паразитизм происходит от греческого παρά (para) + σιτισμός (sitismos) «кормление, откормление».

Типы паразитов

Паразиты классифицируются на основе их взаимодействия с хозяевами и на основе продолжительности их жизненного цикла.

Паразиты, которые живут на поверхности хозяев, называют эктопаразитами (например, некоторые клещи). Тех, которые живут в телах хозяев, называют эндопаразитами (включают всех паразитических червей). Эндопаразиты могут существовать в одной из двух форм: межклеточные паразиты (обживают пространство в теле хозяина) или внутриклеточные паразиты (обитают в клетках тела хозяина). Внутриклеточные паразиты, такие как простейшие, бактерии или вирусы, как правило, полагаются на третий организм, который называется перевозчиком или вектором. Перевозчик перевозит паразитов к хозяину. Примером такого взаимодействия является передача малярии, вызванной простейшими из рода Plasmodium человеку через укус комара anopheline. Этих паразитов, живущих в промежуточном положении, которые к тому же полу-эктопаразиты, иногда называют мезопаразитами.

Эпипаразиты питаются другими паразитами. Эти отношения также иногда называют гиперпаразитизм, их можно наблюдать на примере простейших, гиперпаразитов, живущих в пищеварительном тракте блох, которые живут на собаках.

Социальные паразиты пользуются взаимодействиями между членами социальных организмов, таких как муравьи или термиты. При клептопаразитизме, паразиты едят пищу, собранную хозяином. Примером может служить выводоковый паразитизм, практикующийся многими видами кукушек и воловьей птицы, которые не строят собственные гнезда, а откладывают яйца в гнезда других видов и оставляют их там. Хозяева выступают в роли "няни", они выращивают птенцов как своих собственных. Если хозяин разбивает яйца кукушки, некоторые кукушки возвращаются и нападают на гнездо, чтобы заставить птицу-хозяина остаться объектом паразитизма. Паразитизм воловьей птицы не обязательно вредит выводку своего хозяина; однако, кукушка может разбить одно или несколько яиц, чтобы хозяин ничего не заметил, кроме того, молодые кукушки могут бросать яйца хозяина и его птенцов из гнезда.

Также возможны внутривидовые различия при социальном паразитизме. Одним из примеров этого является паразитный уход, при котором некоторые виды принимают молоко от неродственных самок. У капуцинов, самки с более высоким статусом иногда принимают молоко от самок с более низким статусом без взаимного обмена. Высокопоставленные самки получают выгоду за счет самок с низким статусом.

Паразитизм может осуществляться в форме изолированного обмана или эксплуатации при более обобщенном мутуализменном взаимодействии. Например, классы растений и грибов обмениваются углеродом и питательными веществами при общих мутуализменных микоризных отношениях, однако некоторые виды растений известны как мико-гетеротрофы "обманывают", принимая углерода от грибов, не возвращая его обратно.

Паразитоиды - организмы, у которых развитие личинок происходит внутри или на поверхности другого организма, что приводит к смерти хозяина. Это означает, что взаимодействие между паразитоидом и хозяином принципиально отличается от отношений истинных паразитов, и имеют некоторые характеристики хищников.

Аделфо-паразит – это паразит, у которого вид хозяина тесно связан с паразитами, зачастую они являются членами той же семьи или рода. Примером этого является цитрусовая мошка паразитоид, Encarsia perplexa, у несозревших самок этого вида внутри лежат гаплоидные яйца с полностью развитыми личинками. Это отражается на производстве мужского потомства. Морской червь Bonellia viridis имеет аналогичную репродуктивную стратегию, но с личинками-планктоном.

Иммунная защита организма

Иммунная система реагирует на паразитов по-разному, от морфологических проявлений до поведенческих. В некоторых случаях, растения вырабатывают токсины для отпугивания грибов и бактерий-паразитов. У позвоночных животных есть комплекс иммунной системы, которая может распознавать паразитов через контакты с жидкостями. Животные, как известно, прибегают к поведенческой обороне, примерами которой является избегание овцами открытых пастбищ весной, когда яйца аскариды, накопленные за предыдущий год, массово вылупляются; употребление алкоголя, инфицированного плодовыми мушками, служит в качестве лекарства от паразитов, рождающихся в крови. У человека, можно заметить, как увеличивается иммунитет к паразитам по антителам иммуноглобулина Е.

Эволюционные аспекты

Биотропический паразитизм – общее явление, которое возникало независимо много раз в ходе эволюции. В зависимости от используемого определения, по меньшей мере, половина всех животных проходила, по крайней мере, одну паразитическую фазу из общего жизненного цикла, также как и растения и грибы. Кроме того, почти все свободно живущие животные являются хозяином для одного или более паразитического таксона.

Паразиты развиваются в ответ на защитные механизмы их хозяев. В результате работы защитных сил организма хозяина, некоторые паразиты развивают адаптацию, которая является специфической для определенного таксона хозяина, специализирующаяся на точке, где они заражают паразитов только одного вида. Такая узкая специфичность хозяина может дорого стоить в течение эволюционного времени, если виды хозяев вымрут. Поэтому многие паразиты могут инфицировать различные более или менее тесно связанные виды хозяев, с разным уровнем успеха.

Защитные силы организма также эволюционируют в ответ на нападения паразитов. Теоретически, паразиты могут иметь преимущество в этой эволюционной гонке вооружений, потому что их время поколений обычно короче. Хозяева воспроизводятся менее быстро, чем паразиты, и, следовательно, имеют меньше шансов адаптироваться, что паразиты делают в течение определенного промежутка времени.

В некоторых случаях, виды паразитов могут одновременно эволюционировать с таксонами хозяина. Долгосрочные коэволюции иногда приводят к относительно стабильным отношениям, стремящимся к комменсализму или мутуализму, так как, при прочих равных, это в эволюционных интересах паразита, чтобы его хозяин процветал. Паразит может развиваться, чтобы стать менее вредным для хозяина или хозяин может развиваться, чтобы справиться с неизбежным присутствием паразита, до такого состояния, что отсутствие паразита приводит к ухудшению состояния хозяина. Например, животные часто заражены паразитическими червями, которые приносят вред, такие инфекции могут также снизить распространенность и последствия аутоиммунных расстройств у животных-хозяев, включая человека.

В конкуренции между паразитами, как правило, побеждают виды с более быстрым воспроизведением и более опасные. Паразиты, жизненный цикл которых включает в себя смерть хозяина, чтобы выйти из настоящего хозяина и иногда для перехода к следующему, развиваются, чтобы быть более опасными или даже изменяют поведение или другие характеристики хозяина, чтобы сделать его более уязвимым для хищников. Паразиты, которые воспроизводятся от потомков предыдущих хозяев, как правило, становятся менее опасными или симбионтами, так что хозяева воспроизводятся более эффективно.

Презумпция общей эволюционной истории между паразитами и хозяевами иногда может выяснить, как таксоны хозяина связаны между собой. Например, ходили споры о том, с кем фламинго более тесно связаны - с аистами и их родственниками, или утками, гусями и их родственниками. Тот факт, что у фламинго и уток и гусей одинаковые паразиты доказывает, что эти группы могут быть более тесно связаны друг с другом, чем с аистами.

Паразитизм является частью эволюционного объединения вторичных половых признаков при разведении мужчин во всем животном мире, такие как оперение самцов павлина и грива львов. Согласно этой теории, женщины-хозяева выбирают мужчин для разведения на основе этих характеристик, поскольку они показывают устойчивость к паразитам и других заболеваний.

Совместное видообразование

В редких случаях, паразит может происходить от совместного видообразования с хозяином. Одним из наиболее замечательных примеров совместного видообразования - между обезьяньим пенистым вирусом (SFV) и его хозяином-приматом. В одном исследовании филогенеза из SFV-полимеразы и митохондриальной цитохромоксидазы были сопоставлены субъединицы II от африканских и азиатских приматов. Удивительно, что филогенетические деревья были очень конгруэнтны в порядке ветвления и расхождения. Таким образом, обезьяний пенистый вирус, возможно, имеет совместное видообразование с приматами Старого Света, по крайней мере, 30 миллионов лет.

Паразиты в экологии

Количественная экология

Один вид паразитов обычно распределен на разные группы людей, что означает, что большинство хозяев питает несколько паразитов, в то время как несколько хозяев питают подавляющее большинство паразитов. Это создает значительные проблемы для студентов, изучающих паразитарную экологию: следует избегать использования статистических параметрических данных. Преобразование данных перед применением параметрического теста, или использование непараметрической статистики рекомендуется многими авторами. Однако это может привести к дальнейшим проблемам. Таким образом, современная количественная паразитология основана на более продвинутых биостатистических методах.

Разнообразие экологии

У хозяев существуют отдельные участки обитания, которые могут быть заняты паразитами. Для описания паразитарных комплексов в разных частях хозяев используется иерархический набор терминов.

Инфрапопуляция

Все паразиты одного вида живут в одном хозяине.

Метапопуляция

Все паразиты одного вида живут в популяции хозяина.

Инфра сообщество

Все паразиты всех видов живут в одном хозяине.

Компонентное сообщество

Все паразиты всех видов живут в популяции хозяина.

Соединенное сообщество

Все паразиты всех видов живут во всех видах хозяев в экосистеме.

Разнообразие паразитов в экологии заметно отличается от свободно живущих паразитов в организмах. Для свободно живущих организмов, есть много сильных концептуальных основ разнообразия экологии, включая теорию островной биогеографии Роберта Макартура и E.O. Уилсона, правило скопления Джареда Даймонда и, недавно выведенные нулевые модели, такие как единая нейтральная теория Стивена Хаббелла о биоразнообразии и биогеографии. Законы не так хорошо развиты для паразитов и во многом они не соответствуют свободно живущим моделям. Например, островная биогеография основывается на фиксированных пространственных отношениях между местом обитания, «раковина», как правило, и ссылкой на материк, «Источник». Паразиты обитают в хозяевах, которые представляют мобильное местообитание с динамическими пространственными отношениями. Для паразитов не существует истинного «материка», только группа хозяев (популяция хозяев), поэтому паразиты как компоненты общества у популяции хозяев являются метапопуляцией.

Тем не менее, различные виды паразитарных комплексов находили у хозяев-индивидов и популяций, и многие из моделей, наблюдающихся у свободно живущих организмов, также широко распространены среди паразитарных комплексов. Наиболее известным из них является интерактивно-изоляционистский континуум. Он предполагает, что паразитарные комплексы происходят от резкой сукцессии интерактивных сообществ, где ниши насыщены и высока межвидовая конкуренция, до изоляционистских сообществ, где есть много свободных ниш и межвидовое взаимодействие не так важно, как случайные факторы в обеспечении структуры сообщества. Так ли это, или сообщество моделей просто отражает суммы основного распределения видов (никаких реальных "структур" в сообществе не существует), до сих пор не установлено.

Адаптация

Паразиты более эффективно заражают хозяев, которые существуют в их же географическом районе (симпатрические). Это явление поддерживается «Гипотезой Красной Королевы», которая утверждает, что взаимодействия между видами (например, хозяином и паразитами) приводят к постоянному естественному отбору для адаптации. Паразиты локально отслеживают общий фенотип хозяина, поэтому паразиты меньше инфицируют аллопатрических, из разных географических регионов, хозяев.

Эксперимент, опубликованный в 2000 году, анализирует две разные популяции улиток из двух разных источников, озера Иансе и озера Поэруа в Новой Зеландии. У населения наблюдалось два вида паразитов (дигенетических трематодоидов), которых они получили из того же озера. В ходе эксперимента, улитки были инфицированы симпатрическими паразитами, аллопатрическими паразитами и смешанными источниками паразитов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что паразиты заразили с более высокой эффективностью симпатрических улиток, но не аллопатрических. Хотя аллопатрические улитки по-прежнему были заражены паразитами, инфекции было намного меньше по сравнению с симпатрическими улитками. Таким образом, была обнаружена способность паразитов приспосабливаться к инфицированной популяции местных улиток.

Передача паразитов

Паразиты обитают в живых организмах и, следовательно, сталкиваются с проблемами, с которыми не сталкиваются свободно живущие организмы. Хозяева, единственное место обитания, в котором паразиты могут выжить, активно стараются избегать, оказывать сопротивление и уничтожать паразитов. Паразиты используют многочисленные стратегии для перехода от одного хозяина к другому, и этот процесс иногда называют паразитарной передачей или колонизацией.

Некоторые эндопаразиты заражают хозяина, проникая в его внешние поверхности, в то время как другие поступают в организм через рот. Оказавшись внутри хозяина, взрослым эндопаразитам нужно выпустить потомство во внешнюю среду для заражения других хозяев. Многие взрослые эндопаразиты находятся в желудочно-кишечном тракте хозяина, где потомство можно выпустить вместе с экскрементами хозяина. Взрослые стадии ленточных червей, колючеголовых червей и большинство сосальщиков используют этот метод.

Среди простейших эндопаразитов, таких как малярийные паразиты и трипаносом, инфекция в крови хозяина транспортируется к новым хозяевам путем укусов насекомых, или переносчиков инфекции.

Личиночные стадии эндопаразитов часто заражают определенную часть хозяина, а не кровь или желудочно-кишечный тракт. Во многих таких случаях, личиночным эндопаразитам нужно, чтобы их хозяина съел другой хозяин в жизненном цикле паразитов для того, чтобы выжить и размножаться. Кроме того, личинки эндопаразитов может иметь этапы свободно живущих паразитов при передаче, которые мигрируют через ткани хозяина во внешнюю среду, где они активно ищут или ждут других хозяев. Данные стратегии используются, в разное время, личиночными стадиями глистов, колючеголовыми червями, сосальщиками и паразитическими круглыми червями.

Некоторые эктопаразиты, такие как черви моногенеи, полагаются на прямые контакты между хозяевами. Эктопаразитарные членистоногие рассчитывают на контакты хозяин-хозяин, например, вши, также на откладывание яиц, которые выживают без хозяина, например, блохи, или ждут во внешней среде встречи с хозяином, например, клещи. Некоторые водные пиявки находят хозяев, ощущая движения, и атакуют только при определенных температурных сигналах и химических раздражителях.

Некоторые паразиты изменяют поведение хозяина, чтобы премещение к другим хозяевам было более вероятно. Например, в солончаках Калифорнии, трематода Euhaplorchis californiensis снижает способность ее хозяина киллифиш избегать хищников. Этот паразит созревает в белой цапле, которая, скорее всего, питается больше инфицированными киллифишами, чем незараженной рыбой. Другим примером является простейшее Toxoplasma gondii, паразит, который созревает в кошках, но может переноситься ​​многими другими млекопитающими. Неинфицированные крысы избегают запаха кошки, но крысы, инфицированные T. gondii тянутся к этому запаху, что может увеличить передачу на хозяев кошек.

Роль в экосистеме

Изменение поведения зараженных хозяев для более вероятного переселения на других хозяев, является одним из способов влияния на структуру экосистемы паразитами. Например, в случае Euhaplorchis californiensis (см. выше) вполне возможно, что виды местных хищников и жертв были бы другими, если бы этот паразит отсутствовал в системе.

Хотя паразиты часто не рисуются в изображениях пищевых сетей, они обычно занимают первые позиции. Паразиты могут функционировать как ключевые виды, снижая доминирование высших конкурентов и позволяя ​​конкурирующим видам сосуществовать.

Многим паразитам нужно несколько хозяев разных видов для завершения их жизненного цикла и они полагаются на отношения хищник-жертва или другие стабильные экологические взаимодействия, чтобы переселиться от одного хозяина к другому. В этом смысле паразиты в экосистеме отражают «здоровье» этой системы.

Влияние паразитов на поведение хозяев

Поведение животных, как правило, мотивировано определенными механизмами, которые способствуют определенным действиям. В большинстве случаев, эти механизмы являются результатом взаимодействия человека с окружающей средой, но некоторые паразиты взаимодействуют и управляют этими механизмами для получения поведения, выгодного паразитам. Паразиты, как известно, резко влияют на поведение животных. Паразиты чаще всего влияют на центральную нервную систему (ЦНС) для изменения поведения животных. Влияя на гормональные секреции или физическую реструктуризацию, паразиты успешно изменяют функции тела животного, как оно обеспечивает жизнедеятельность, интерпретирует и реагирует на сообщения. Некоторые паразиты, например токсоплазмы, разновидности вакуолей, которые путешествуют через нервную систему, прерывают основные функции в интраневральных связях. Изумрудная оса изменяет поведение путем введения инъекции яда прямо в мозг хозяина, что приводит к гипокинезии. Жизненные циклы паразитов могут инфицировать одиночных хозяев или несколько хозяев. Прямые жизненные циклы связаны с одним хозяином, в то время как косвенные жизненные циклы, или сложные жизненные циклы, имеют ряд промежуточных хозяев для завершения жизненного цикла. Косвенные жизненные циклы, вероятно, возникли в целях повышения эффективности распространения новых хозяев. С помощью посредника, ДНК паразита может распространиться на несколько хозяев вместо того, чтобы находиться только в одном хозяине, поэтому перенос ДНК более перспективен. В некоторых случаях, посредник-хозяин случаен.

Toxoplasma gondii является известным случаем непреднамеренного хозяина-посредника. Как правило, Toxoplasma заражает животных из семейства кошачьих, и ооциты выпадают с калом. Когда грызуны потребляют фекалии, они заражаются, и паразит начинает менять их поведение. Грызуны становятся смелее и меньше боятся кошек. Toxoplasma, начала инфицировать и людей. При этом поведение человека изменяется аналогичным с грызунами образом. Кроме того, Toxoplasma связана со случаями шизофрении.

Изумрудная оса (Ampulex compressa) использует своего хозяина, американского таракана (Periplaneta Americana) в качестве источника пищи и дома для растущей личинки. Оса начинает паразитировать путем введения яда в мозг, который парализует центральную нервную систему таракана и он находится в состоянии «гипокинезии». Гипокинезия – это обратимая долговременная вялость, характеризуется отсутствием спонтанных движений или ответов на внешние раздражители. После перетаскивания таракана в нору, оса откладывает в него яйца, хранит его как питание для подрастающих личинок, пока они не вылупятся через 6 недель, не оставляет ничего, кроме твердой внешней оболочки таракана. Хотя схема управления движениями является функциональным действием, нервная система действует из депрессивного состояния. Тараканы не умирают от гипокинезии, они бы восстановились, если бы личинки не съедали их изнутри. Движение контролируется дофамином и октопамином, которые влияют на передачу интернейронов, благодаря которым таракан может убежать. Снижение результатов двигательной активности происходит за счет сокращения этих аминов.

Значение паразитов

Хотя паразиты, как правило, считаются вредными, искоренение всех паразитов не будет полезно. Видов паразитов половина или больше от общего количества видов в экосистеме, они выполняют важную экологическую роль (ослабление добычи). Экосистеме потребуется некоторое время, чтобы приспособиться к существованию без паразитов. Без паразитов организмы могут бесполо размножаться, что приведет к уменьшению разнообразия половой диморфной особенности. Паразиты предоставляют возможность для передачи генетического материала между видами. В редких, но важных случаях, это может способствовать эволюционным изменениям, которые иначе не могли бы произойти, или противном случае для этих изменений потребуется больше времени.