Работа

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К СОСУЩЕСТВОВАНИЮ В СИСТЕМЕ «МАРИТА ТРЕМАТОД – ХОЗЯИН»

Автор: Иванов Александр, Детский дом – школа № 5 “Единство" , 8 класс

Научный руководитель: учитель биологии школы № 5,
к.б.н. Перминов А.А.

г. Междуреченск, Кемеровская область

В настоящее время все биологи рассматривают паразитизм как всеобщее универсальное явление природы. Главной является проблема взаимных отношений между паразитом и хозяином. Для того, чтобы понять каким образом формируется паразито-хозяинная система необходимы исследования по выяснению механизмов приспособления паразитов к выживанию в теле хозяина.

Цель: исследовать адаптации марит трематод и защитные реакции хозяина.

Задачи:

1. Исследовать приспособления у паразитов:

Eurytrema pancreaticum в поджелудочной железе овец;

Paragonimus westermani в легком кошки;

Haplometra cylindracea в легком лягушки;

Ichthyocotylurus platycephalus в кишечнике чайки.

Провести сравнительный анализ приспособлений данных видов трематод.

Материалом исследований послужили 4 вида трематоды - тип Плоские черви (Plathelminthes), класс сосальщики (Trematoda), паразитирующие в различных органах теплокровных и холоднокровного животных.

Органы и ткани, содержащие паразитов, были фиксированы в 70⁰, 80⁰- ном спиртах, 10%-ном нейтральном формалине. Материал после фиксации использовали для приготовления гистологических препаратов из парафиновых срезов (Афанасьев Ю.И., Баланчук В.К., Ванников Л.Л. и др., 1967).

Для проведения гистоморфологии срезы толщиной 5 - 6 мкм окрашивались гистологическими методами: гематоксилином Караци с докраской эозином, по Ван-Гизону.

Гистологические препараты после окрашивания изучались нами в световом микроскопе (МБИ - 3; МБИ - 6 с фотонасадкой), и параллельно производилась микрофотосъемка с использованием светофильтров.

Важнейшим приспособлением к паразитическому образу жизни у трематод, как и у других гельминтов, является их колоссальная плодовитость, которая обеспечивает им большие возможности расселения по своим хозяевам (Жизнь животных, 1968). Наши исследования показали, что в процессе паразитирования Eurytrema pancreatycum также отмечается большая яйцепродукция (рис. 6 Б, 1), но кроме того прослеживаются другие приспособительные реакции, необходимые для выживания вида и особи в частности. Так, под воздействием эуритрем наблюдается ряд морфологических преобразований места паразитирования (ткани хозяина): происходит усиление стенки протока путем уплотнения и новообразования соединительно-тканных волокон, что снижает степень воздействия эуритрем на ткань хозяина. Стенка панкреатических протоков приобретает свойства защитного барьера (рис. 6). Таким образом, внутренняя часть протока образована эпителиальной выстилкой, которая обеспечивает паразита питанием. Периферическое кольцо из соединительной ткани структурно изолирует гельминта. Паразиты, используя большую ротовую присоску могут отрывать пласты эпителия с последующим его поглощением.

Во всех случаях исследования поджелудочной железы наблюдается множественная инвазия. Панкреатические протоки буквально нафаршированы эуритремами. Эти паразиты, населяющие одно и то же местообитание, питаются сходной пищей, таким образом, потребности гельминтов одинаковы. При такой интенсивной инвазии возникают обостренные формы внутривидовой конкуренции. Конкурирующие эуритремы отрицательно влияют друг на друга. Мы наблюдали морфологическое проявление таких форм взаимоотношений среди эуритрем: одна особь захватывала другую ротовой присоской. При таких формах взаимоотношения выживает сильнейшая особь, что может также расцениваться (несмотря на гибель некоторых особей), как приспособление вида к выживанию.

В местах непосредственной близости паразитов к стенке протока наблюдается совпадение их контуров, то есть прослеживается так называемая мимикрия поверхности тегумента гельминта рельефу внутреннего слоя протока. За счет этого приспособления ткань хозяина повреждается в меньшей степени.

При паразитировании Paragonimus westermani приспособительной реакцией хозяина является капсулообразование, обеспечивающее существование паразита при минимальном вредном воздействии на организм хозяина. Паразиты в капсуле обособляются попарно. Капсула состоит из трех слоев: внутреннего некротического, молодого соединительно-тканного и фиброзного. Первый внутренний слой представляет собой тканевый детрит, образованный тканью хозяина под действием токсических веществ и ферментов, выделяемых паразитом. Образованию питательного детрита способствуют высокие конические шипы на поверхности тела парагонимусов, которыми они пронизывают внутренний и средний слой капсулы (рис. 2 А, Б).

Мариты Haplometra cylindracea паразитируют, свободно располагаясь в легочном мешке лягушки (рис. 1), питаясь ее кровью. Количество паразитов в одном легком может достигать 15 экземпляров. При этом наблюдается обратная пропорциональная зависимость между количеством трематод и их размерами, то есть, чем меньше в легком трематод, тем они крупнее по размерам. Исследования показали, что хаплометры, паразитируя в полости легкого лягушки, не обособляются капсулой. В связи с этим хаплометры должны активно прикрепляться в полости легкого, поэтому у них развиты присоски, особенно ротовая. Нередко благодаря воздействию прикрепительных органов, а также тегумента с шипами на ткань хозяина наблюдается выход эритроцитов в полость легкого, при этом паразит оказывается полностью погруженным в кровь (рис. 4 А). При такой патологии лягушка может погибнуть, что повлечет за собой и гибель паразита. Для устранения излишнего кровоизлияния в полость легкого гельминты вынуждены изменять форму своего тела согласно рельефу занимаемой паразитарной ниши. Наблюдается совпадение контуров поверхностей (конгруэнтность) разноименных организмов (рис. 4 Б).

Особый тип прикрепительных органов развивается у Ichthyocotylurus platycephalus, обитающих в кишечнике чаек. Здесь они подвергаются сильным механическим воздействиям, поэтому постоянно находятся под угрозой выноса из организма хозяина за счет экофакторов кишечника. Это ставит паразита в жесткие условия в плане сохранения локализации. У данных гельминтов наблюдается необратимая фиксация за счет сложноустроенного прикрепительного бокала (рис. 5 А,Б), который характерен только для данного отряда трематод (Strigeidida). Данный прикрепительный аппарат имеет лопасти органа Брандеса, густо снабженных шипиками и микроворсинками, что увеличивает прочность фиксации и площадь соприкосновения с тканью хозяина. Органа Брандеса участвует в процессах пищеварения (Lee D.L., 1962; Erasmus D.A., Ohman C., 1963).

У ихтиокотилюрусов ротовая присоска практически редуцирована и выполняет роль насасывания лизированного материала, что не сопровождается заглатыванием ткани, а лишь «диспергированных» клеток или детритной массы. Данное наблюдение подтверждается экспериментами Матиаса (цит. по: Судариков В.Е., 1984: Mathias, 1925), который показал, что стригеиды способны воспринимать только жидкую пищу. Компенсаторную функцию прикрепления берут на себя другие органы прикрепительного аппарата: брюшная присоска, псевдоприсоски, лопасти органа Брандеса (рис. 3).

Таким образом, паразитирование трематод в различных органах хозяина сопровождается приспособительными реакциями как со стороны гельминтов, так и хозяина. Eurytrema pancreaticum и Paragonimus westermani, воздействуя на хозяина, ограждаются структурным барьером, который выполнен непосредственно измененной тканью хозяина. Haplometra cylindracea не имеет такой возможности. В противном случае легкое лягушки было бы закупорено и не способно нормально функционировать. Выше перечисленные трематоды изменяют форму своего тела согласно поверхности прилежащей ткани, чтобы наименьшим образом ее травмировать. При интенсивной инвазии трематоды вступают во внутривидовую конкуренцию с последующей гибелью части популяции. Это необходимо для того, чтобы уменьшить свое отрицательное влияние на хозяина и обеспечить себя достаточным пропитанием. У всех исследованных трематод кроме Ichthyocotylurus platycephalus наблюдается необратимая фиксация. При таком виде прикрепления ротовая и брюшная присоска могут находиться как в прикрепленном, так и в свободном состоянии. Ichthyocotylurus platycephalus, прикрепившись однажды, больше никогда не открепляется. Данное явление обусловлено местом паразитирования – просвет кишечника. Погибают ихтиокотилюрусы от того, что втянутая часть слизистой кишечника отрывается, и паразит с “зонтиком” ткани хозяина выносится наружу вместе с каловыми массами.

Выводы

В процессе паразитирования марит трематод наблюдаются защитные реакции как со стороны хозяина, так и гельминта.

Со стороны хозяина образуется структурный барьер, изолирующий гельминтов (Eurytrema pancreaticum и Paragonimus westermani).

Для трематод характерна мимикрия формы тела согласно рельефу паразитарной ниши (Eurytrema pancreaticum, Paragonimus westermani, Haplometra cylindracea).

Ichthyocotylurus platycephalus в отличие от большинства трематод вступает в необратимую фиксацию с тканью хозяина. Разрешением конфликта в системе «Ichthyocotylurus platycephalus – чайка” является быстрая ликвидация паразитов из тела хозяина.

При множественных инвазиях трематодами наблюдается внутривидовая конкуренция, результатом которой является сохранение допустимой для хозяина численности паразитов.

Взаимоотношения, возникающие между паразитом и хозяином правильнее расценивать как коадаптивные, то есть способствующие выживанию двух членов системы «трематода – хозяин».

Литература

1. Афанасьев Ю.И., Баланчук В.К., Ванников Л.Л. и др. Основы гистологии и гистологической техники // Под общ. ред. В.Г. Елисеева, М.Я. Субботина, Ю.И. Афанасьева, Е.Ф. Котовского.- М.: Медицина, 1967.- 268 с.

2. Судариков В.Е. Трематоды фауны СССР. Стригеиды.- М.: Наука, 1984.- 169 с.

3. Энциклопедия «Жизнь животных».- Т. 1., М.: “Просвещение”, 1968.- С. 348 – 367.

4. Erasmus D.A., Ohman C. Electronmicroscope studies of the adhesive organ Cythocotyle bushiensis Khan, 1962 // J. Parasitol., 1965.- 51.- P. 761 - 769.

5. Lee D.L. Studies on the function of the pseudosuckers and holdfast organ of Diplostomum phoxini Faust // Parasitology.- 1962.- 52.- 1-2.- P. 103 - 112.