Drukuj
Odsłony: 466

Magdalena Bakoń
XXXV LO z Oddziałami Dwujęzycznymi im. Bolesława Prusa w Warszawie

Człowiek wie o pasożytach od dawien dawna, ale dopiero w XIX wieku pojawiły się pierwsze definicje opisujące te stworzenia. Czym dokładnie są pasożyty? To organizmy, które żyją na zewnątrz lub wewnątrz żywiciela, wchodząc z nim w interakcję zwaną pasożytnictwem, co po raz pierwszy opisał Rudolf Leuckart w 1852 r. Skupił się on na wykorzystaniu żywiciela przez pasożyta jako źródło pożywienia bez uśmiercania go. Aby taka zależność mogła zajść, musiał powstać stabilny układ między pasożytami a żywicielami. 

Pasożyty przez miliony lat ewoluowały, aby lepiej przystosować się do swojego trybu życia. Żywiciele również zmieniali się w taki sposób, aby pasożytom było trudniej dostać się do ich organizmu. Takie zjawisko określa się koewolucją, czyli, innymi słowy, ewolucją wspólną. Coraz mocniejsze związki w układzie pasożyt-żywiciel niewątpliwie były zacieśniane w procesie doboru naturalnego, który utrwalał najlepsze cechy przystosowawcze obu partnerów. Tak właśnie powstał wyścig trwający już dobre kilka milionów lat. Pojawia się tutaj pytanie: który z zawodników ma szansę go wygrać?

Pozwólcie, że zabiorę was w podróż do przeszłości i pokażę, jak układ pasożyt-gospodarz koewoluował. Czym musiały charakteryzować się pasożyty, aby skutecznie dostać się i – co najważniejsze – utrzymać się w organizmie żywiciela? Pasożyty, aby stać się idealnymi najeźdźcami, musiały przejść szereg zmian adaptacyjnych. Można je podzielić na zmiany morfologiczne i fizjologiczne.

Zmiany morfologiczne wiązały się z modyfikacjami wyglądu zewnętrznego. Co ważne – pasożyty musiały pokonać barierą fizyczną żywicieli (np. skórę, łuski). Do tego posłużyły krążki czepne lamblii (Giardia lamblia) lub haczyki i przyssawki płazińców. Większość pasożytów to małe i płaskie organizmy, co pozwoliło im na niezauważalne wniknięcie do organizmu żywiciela.

Pasożyty dostosowały się również pod kątem fizjologii. Przystosowania fizjologiczne były niezbędne, aby stworzenia bez specjalnie wykształconego aparatu gębowego mogły wniknąć do ciała gospodarza. Pasożyty wytworzyły więc liczne enzymy umożliwiające trawienie białek – np. proteazy, które rozkładają tkanki żywiciela, co pozwala wniknąć do infekowanego organizmu oraz przemieszczać się po nim.  Warto zwrócić uwagę na to, jak pasożyty poszukują potencjalnych żywicieli. Te małe i jakże sprytne organizmy znajdują gospodarza za pomocą ruchów orientacyjnych – taksji. Większość pasożytów nie ma lub ma bardzo słabo wykształcone narządy wzroku, więc kieruje się jedynie temperaturą lub stężeniem związków chemicznych, m.in. – co ciekawe – stężeniem feromonów wydzielanych przez potencjalnych żywicieli.

Należy też wspomnieć, że nie wszystkie pasożyty mają okazję żyć w środowisku tlenowym. Większość z nich przystosowała się do życia w miejscu o niskiej zawartości tlenu np. w naszym przewodzie pokarmowym. Takie osobniki przeszły na metabolizm beztlenowy, wykorzystując jako substrat energetyczny glukozę pobraną z treści pokarmowej żywiciela. Pozostałe – jak np. zarodziec malarii (Plasmodium malariae), który żyje we krwi, czyli w środowisku z wyjątkowo dużym stężeniem tlenu – przeprowadzają „standardowe” oddychanie tlenowe. 

Walka o przetrwanie jeszcze się nie kończy. Pasożyty wewnętrzne, tzw. endopasożyty, na powierzchni swojego wora powłokowo-mięśniowego wykształciły swoiste inhibitory (czyli czynniki hamujące) enzymów trawiennych. Taki zwrot akcji pozwala im na uniknięcie strawienia przez pepsynę, trypsynę czy chymotrypsynę żywiciela. Kamuflaż doskonały.

Czas na największą przeszkodę wykształconą przez żywicieli, której pasożyty musiały stawić czoła – układ immunologiczny, oczywiście. Nawet w tym przypadku dobór naturalny był dla pasożytów łaskawy: najeźdźcy wytworzyli na swojej powierzchni bardzo podobne antygeny do antygenów komórkowych swojego żywiciela. Pozwoliło to, jak w zabawie „w chowanego”, ukryć się przed komórkami układu odpornościowego. W toku ewolucji pasożyty wytwarzały powłoki ochronne, absorbowały antygeny, przeciwciała i substancje grupowe A, B i H żywiciela. Na drodze selekcji naturalnej, po różnych modyfikacjach, powstawały idealne mechanizmy obronne, co stało się kluczem pasożytniczego sukcesu. 

Dotychczas skupiono się na pasożytach. Żywiciele oczywiście nie próżnowali. Ich głównym zadaniem było ulepszenie układu odpornościowego, aby lepiej wyłapywał pasożyty, nawet te zakamuflowane. W relacji pasożyt-żywiciel zachodzi zjawisko sprzężenia zwrotnego. Ataki pasożytów mają najczęściej charakter masowy, a żywiciel stara się zmniejszyć ich liczebność, co skutkuje przeżywalnością tylko najlepiej przystosowanych osobników. Taki zabieg pozwala na wytworzenie równowagi między populacjami pasożyta i żywiciela oraz napędza koło ewolucji. Trwałość tych układów według Combesa (1999) jest wynikiem ciągłej walki pomiędzy stronami znanej jako „ewolucyjny wyścig zbrojeń”. Jest on manifestacją hipotezy „Czerwonej królowej”, którą trafnie tłumaczą słowa Czerwonej Królowej Szachów z powieści Lewisa Carrolla „Po drugiej stronie lustra”: Tutaj […], aby utrzymać się w tym samym miejscu, trzeba biec, ile sił. Hipoteza ta wyjaśnia nabywanie coraz bardziej finezyjnych przystosowań zdobytych na drodze doboru naturalnego i ciągłe regulowanie stanu równowagi w relacji pasożyt-żywiciel. 

Bibliografia: