Паразитизм
Для паразитических животных характерны дегенерация различных органов и наличие приспособлений к жизни в организме хозяина. Помимо паразитических животных, известно огромное число патогенных микроорганизмов. А что может исчезнуть или упроститься в связи с паразитизмом у них, и какие адаптации к паразитизму у них есть?
Прежде всего определим, что такое микроорганизмы. Это не видимые невооруженным глазом одноклеточные (за редчайшими исключениями) бактерии, археи и эукариоты. К микроорганизмам обычно не относят вирусов, и в контексте нашего вопроса речь о них точно не идет.
В отличие от многоклеточных, у микроорганизмов в общем очень мало возможностей упрощать строение тела: они уже и так состоят всего из одной клетки. Поэтому дегенерация затрагивает, в основном, биохимические процессы. Приведем несколько примеров:
-
У многих патогенных микробов исчезли реакции синтеза различных веществ: например, некоторых аминокислот, витаминов, азотистых оснований и факторов роста. Эти вещества они получают из организма хозяина.
-
Еще один путь дегенерации - это упрощение кислородного дыхания. Например, у микоплазм отсутствует полный цикл Кребса и укорочены цепи переноса электронов. Дефицит АТФ они компенсируют наличием ферментов, с помощью которых получают нужные соединения из клеток хозяина. У хламидий полностью редуцирован собственный синтез АТФ, они получают ее из клеток хозяина и поэтому вообще не способны расти на питательных средах.
-
Наконец, дегенерацию могут претерпевать целые органеллы. Так, у паразитических водорослей может происходить утрата полноценно развитых хлоропластов.
Адаптации микроорганизмов к паразитическому образу жизни весьма разнообразны:
-
Слизистые капсулы для защиты от агрессивной среды (кишечник хозяина) или иммунной системы, распознающей специфические компоненты клеточной стенки бактерий.
-
Образование форм с дефектом или даже отсутствием клеточной стенки. Это также маскировка от иммунной системы хозяина.
-
Антигенная мимикрия. Это «молекулярная маскировка», ускользание патогена от распознавания иммунной системой путем образования на своей поверхности компонентов, сходных с поверхностными веществами клеток хозяина.
-
Образование клеточных форм и спор, устойчивых к среде вне организма хозяина для распространения, а также для заражения новых организмов после смерти прежнего.
-
Отсутствие запасов питательных веществ, поскольку в организме хозяина их избыток.
-
Избирательная адгезия, т.е. опознавание клеток организма, наиболее благоприятных для паразитирования.
-
Выработка ферментов, разрушающих ткани организма-хозяина для продвижения и более эффективного питания патогенного микроорганизма.
-
Выработка токсинов, нарушающих нормальное функционирование и поведение организма-хозяина.
-
Выработка ферментов, которые разрушают защитные белки хозяина (например, лизоцим и интерферон хозяина).
-
Активное противодействие иммунной системе организма: сбой системы активации лимфоцитов, нарушение различных этапов фагоцитоза и внутриклеточного переваривания макрофагами.
-
Формирование лекарственной устойчивости к антибиотикам и другим противомикробным средствам.
-
Активный обмен плазмидами, несущими полезные для выживания паразитов гены. Иногда у одного микроорганизма оказывается целая «коллекция» генов устойчивости к разным антибиотикам – мультирезистентность, причем плазмиды могут передаваться между микроорганизмами разных видов.
-
У некоторых микроорганизмов можно наблюдать многоядерность, способствующую быстрому росту и размножению, поскольку в пищевых ресурсах у паразитов обычно нет ограничения, и клетки могут приобретать огромный размер.
-
Бесполое размножение и упрощенные варианты клеточного деления, часто сопутствующие многоядерности.
-
Образование колоний, более эффективно по сравнению с одиночными клетками разрушающих ткани организма.
-
Уменьшение размеров клетки. Ярким примером служит микоплазма – внутриклеточный паразит.
-
Сложные жизненные циклы для распространения паразитов, как у малярийного плазмодия.
-
Редукция двигательного аппарата или, напротив, появление специальных органоидов для перемещения по более плотным, чем вода, средам организма: например, ундулирующая мембрана у трипаносом.
-
Появление специальных органоидов для прикрепления к клеткам хозяина и транспортировке питательных веществ в клетку паразита. Например, коноид у токсоплазмы или апикальный комплекс у споровиков.
**Критерии оценки: **
2 б. за правильную и понятно изложенную версию, но не более 15 б. за ответ, если число версий превышает 8