Выявлены отношения паразита и хозяина, напоминающие русскую рулетку
Исследование, проведенное учеными из Института морских наук (ICM) CSIC, впервые показывает, как паразит случайным образом атакует своих хозяев-микроводорослей.
Русская рулетка — это игра со смертельным исходом, зависящим от удачи. Исследование, проведенное Институтом морских наук CSIC (ICM-CSIC), впервые показывает, как паразит динофлагеллятных водорослей случайным образом атакует своих хозяев, подобно этой мрачной игре. В этой аналогии вероятность выстрела соответствует восприимчивости водоросли к инфекции. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Microbiology.
Элисабет Аласид, первый автор исследования, объясняет: «Выживание паразита определяется случайным образом, как в игре в русскую рулетку. Паразит привлекается водорослями, на которые он нападет, не зная, будет ли заражение возможным. Если хозяин восприимчив, это как если бы курок был спущен, но выстрела не произошло: паразит выигрывает, проникает в хозяина, размножается и выживает. Но если хозяин невосприимчив, это как при выстреле: хозяин устойчив, и паразит погибает».
В этой работе ученые изучают паразита-генералиста Parvilucifera sinerae и его потенциальных хозяев — микроскопических водорослей группы динофлагеллят. Исследователи выяснили, что паразит одинаково привлекается всеми хозяевами.
Эстер Гарсес, руководитель исследования, предполагает, что эта стратегия паразитарной инфекции может по-разному влиять на окружающую среду, в зависимости от обилия хозяев и их восприимчивости. Когда доминируют восприимчивые хозяева, инфекция легко передается, и доля паразита увеличивается, играя ключевую роль в структурировании сообщества.
«Например, когда сообщество состоит из двух высокочувствительных видов, конкурирующих за один ресурс, паразит может способствовать сосуществованию обоих. Это происходит, если инфекция сокращает популяцию наиболее конкурентоспособного хозяина, что может помочь менее многочисленному хозяину увеличиться», — объясняет исследователь. С другой стороны, когда в сообществе доминирует устойчивый хозяин, популяция паразита сокращается. «Последний будет сохраняться в низких концентрациях, пока снова не станут многочисленными его предпочтительные хозяева», — говорит Гарсес.
Устойчивые и восприимчивые штаммы
Восприимчивость водорослей к паразитарной инфекции зависит не только от вида хозяина. «Внутри одного вида генетические различия могут приводить к появлению штаммов, более или менее устойчивых к данному паразиту, подобно тому, как бактерии развивают устойчивость к антибиотикам», — говорит Элисабет Аласид. «Равным образом, — продолжает она, — разные штаммы паразита также могут проявлять большую или меньшую вирулентность по отношению к одному и тому же хозяину».
Этот факт затрудняет изучение взаимоотношений между обоими организмами, а также осложняет возможное использование паразитов для контроля эпизодов токсичного цветения водорослей. В некоторых случаях рассматривалась возможность выпуска паразитов-генералистов для борьбы с цветением водорослей, но их неспецифичность может негативно сказаться на других видах в сообществе и, следовательно, на экосистеме. По словам Эстер Гарсес, «использование паразита-генералиста можно сравнить с неспецифической химиотерапией, которая убивает раковые клетки, но также и многие здоровые. Кроме того, не все штаммы паразита полезны для контроля цветения водорослей, и не все штаммы водорослей проявляют одинаковую восприимчивость».