25.04.2020-13:25:00   |   Marek Dzurenko
#Živá príroda
#Evolúcia
Týmito slovami opísal android Ash mimozemského tvora, ktorý v kultovom americkom filme Votrelec (Alien, 1979) postupne pozabíja takmer všetkých členov posádky kozmickej lode Nostromo. Hrôzostrašná fikcia strieborného plátna sa opiera o všadeprítomnú biologickú realitu – vo vesmíre sa naozaj vyskytujú bytosti, ktoré sa vyvíjajú v telách iných tvorov a rovnako ako votrelec svojich hostiteľov usmrtia.

To miesto vo vesmíre je planéta Zem.



Spôsob života parazitoidov sa nachádza akoby na rozhraní medzi parazitizmom a predáciou. Parazit cudzopasí na inom organizme, avšak svojho hostiteľa spravidla nezabije, pretože by to znamenalo aj jeho smrť. Predátor počas svojho života usmrtí veľké množstvo iných organizmov, ktorých telá skonzumuje. Parazitoid má rovnako ako parazit iba jedného hostiteľa, ktorého však tak ako predátor zabije. Parazitoidy sú teda organizmy s parazitickým larválnym štádiom, ktoré sa vyvíja v tele živého hostiteľa, pričom tento proces končí vždy jeho sterilizáciou a/alebo smrťou. Parazitoidy nájdeme iba medzi hmyzom, najčastejšie u blanokrídlovcov (Hymenoptera), čo je skupina, ktorá zahŕňa mravce, včely či osy.

Pripravte sa na to, že vám v tomto článku prevrátim naruby všetko, čo si myslíte, že viete o živej prírode. Je možné, že niektoré detaily budú nechutné, ba priam desivé, tieto príbehy sa však odohrávajú tu a teraz, všade okolo nás.

Desivá i kuriózna biológia


„Nemôžem samého seba presvedčiť, že dobrotivý a všemohúci Boh by bol zámerne stvoril Ichneumonidae s výslovným úmyslom, aby sa kŕmili v živom tele húseníc.“
- Charles R. Darwin

Existencia parazitoidov natoľko mátala otca evolučnej teórie, že ho viedla k pochybnostiam o božskom pôvode života. Parazitické blanokrídlovce zo skupiny Ichneumonidae skutočne kladú vajíčka do tiel iného hmyzu. Vyvíjajúce sa larvy následne svojho hostiteľa doslova zaživa zožerú zvnútra. Začnú pritom tkanivami a orgánmi, bez ktorých ich obeť prežije najdlhšie, životne dôležité orgány sú skonzumované až nakoniec. Ako je vidieť, príroda nepozná zľutovanie a ľudská morálka pre ňu nič neznamená.

Parazitoidy môžu byť ektoparazitické alebo endoparazitické, čo znamená, že niektoré žijú na povrchu a iné vo vnútri tela hostiteľa. Počas svojho vývinu môžu mať buď jedného hostiteľa, alebo striedajú viacerých hostiteľov. Delíme ich do dvoch kategórií - idiobionty a koinobionty. Idiobionty paralyzujú a/alebo zastavia vývin hostiteľa už pri nakladení vajíčok. Koinobionty umožňujú hostiteľovi ďalší vývin, ich larvy sa živia tkanivami hostiteľa, ktorého usmrcujú až v poslednom larválnom štádiu. Ekto- a endoparazitizmus sú dobre odlíšiteľné, klasifikácia parazitoidov na idiobionty a koinobionty však nie je vždy jednoznačná. Nie je to problematické u parazitoidov, ktoré žijú na aktívnych štádiách hostiteľa čiže larve a imágu. Táto kategorizácia však nie je vždy jednoduchá u parazitoidov, ktorých vývinový cyklus prebieha na neaktívnych štádiách čiže vajíčku alebo kukle.


-


Osička Ampulex compressa ochromí švába jedom a následne ho zavedie do úkrytu, v ktorom naň nakladie vajíčko. Z vajíčka sa vyliahne larva, ktorá sa spočiatku kŕmi na povrchu tela švába a následne sa prežerie dovnútra, kde žije ako endoparazitoid. Šváb po celý čas nejaví záujem o únik, keďže osička vpichuje jed do časti nervovej uzliny zodpovednej za únikový reflex. „Oblbnutý“ šváb je larvou postupne skonzumovaný zaživa.


Niektoré parazitoidy kladú na povrch alebo dovnútra tela iba jedno vajíčko, z ktorého sa vyvinie jediná larva. V tomto prípade hovoríme o solitérnych (samotárskych) parazitoidoch. Naproti tomu poznáme takzvané gregarické (skupinové) parazitoidy, u ktorých sa v tele hostiteľa vyvíja naraz viacero lariev. Efektivitu pri kladení vajíčok zvyšuje polyembryónia, čiže proces, keď sa jedno ryhujúce vajíčko rozdelí na viac častí, ktoré sa následne vyvinú v úplné jedince.



Ako je možné, že parazitoidy, ktoré sa vyvíjajú priamo vo vnútri tiel svojich hostiteľov, nezničí ich imunitný systém? Vyvinuli si na to rôzne „finty” a reagujú na imunitnú odpoveď hostiteľa viacerými spôsobmi. Vyhýbajú sa kladeniu vajíčok do hostiteľských tkanív, ako sú slinné žľazy alebo nervové gangliá. Môžu tiež produkovať vajíčka s vláknitým obalom alebo obalovými proteínmi, ktoré nie sú hostiteľom rozpoznané ako cudzorodé objekty. Mnohé do tela hostiteľa pri kladení vajíčok vpichujú takzvané polydnavírusy alebo vírusom podobné častice, ktoré oslabia jeho imunitný systém. Iné nakladú viacero vajíčok a imunitná reakcia hostiteľa jednoducho nestačí na to, aby telo ochránila pred viacerými votrelcami súčasne.


-


Symbiotické polydnavírusy sú využívané parazitoidmi zo skupín lumkovité (Ichneumonidae) a lumčíkovité (Braconidae) pre svoj imunosupresívny účinok. Bránia krvným bunkám hostiteľa, aby obalili vajíčko parazitoida v procese enkapsulácie a tak znemožnili jeho vyliahnutie a vývin.


Rôznorodý pôvod


Asi 74 % všetkých známych parazitoidov patrí do skupiny blanokrídlovcov (Hymenoptera) a do podskupiny štíhlopáse (Apocrita). Predpokladá sa, že ich larvy sa pôvodne živili mikroorganizmami v chodbičkách drevokazného hmyzu, neskôr ale zmenili potravné stratégie. Začali sa živiť najprv vonkajším povrchom hostiteľa a neskôr ako vnútorné parazity. Z parazitických skupín Hymenoptera je dosiaľ známych okolo 64 tisíc druhov.

Parazitoidy sa vyskytujú okrem Hymenoptera v piatich ďalších skupinách hmyzu. Na rozdiel od blanokrídlovcov, u ktorých parazitizmus vznikol iba raz v podskupine Apocrita, sa parazitizmus v iných skupinách hmyzu vyvinul opakovane z mycetofágie* (napr. chrobáky Ripiphoridae), nekrofágie** (napr. hrbáčkovité a mäsiarkovité dvojkrídlovce), z predátorstva (napr. niektoré bystrušky, niektoré dvojkrídlovce) a fytofágie*** (napr. motýle). Predpokladá sa, že parazitizmus sa u dvojkrídlovcov vyvinul nezávisle 21-krát (Diptera) a u chrobákov (Coleoptera) 15-krát. Parazitoidy sú veľmi zriedkavé u motýľov (Lepidoptera), sieťokrídlovcov (Neuroptera) a potočníkov (Trichoptera).


-


Húsenica lišaja tabakového (Manduca sexta) napadnutá gregarickým endoparazitickým blanokrídlovcom Cotesia congregata zo skupiny lumčíkovité (Braconidae). Po dokončení vývinu vo vnútri tela húsenice sa larvy prežerú na povrch, kde sa zakuklia.


Ohromný počet druhov

Mohli by ste si pomyslieť, že hrôzostrašný štýl života parazitoidov je len nejaká výnimka, iba prírodná kuriozita typická pre pár skupín hmyzích špecialistov. Pravda je ale taká, že parazitoidy sú extrémne početné a bežné. V knihách a učebniciach sa štandardne uvádza, že najpočetnejšou skupinou hmyzu sú chrobáky, toto tvrdenie ale stojí na hlinených nohách. Vyšší počet opísaných druhov chrobákov vyplýva z ich všeobecnej popularity medzi zberateľmi a zoológmi. Chrobáky sú na pomery hmyzu sympatické aj laikom, často sú farebné, môžu dosahovať veľké rozmery a pomerne dobre sa určujú aj bez potreby high-tech optiky či genetickej analýzy.



S parazitoidmi je to o poznanie horšie. Veľká väčšina totiž patrí medzi blanokrídlovce, menšia časť medzi dvojkrídlovce. Tieto dve skupiny nie sú ani zďaleka tak zberateľsky či taxonomicky populárne ako chrobáky. Mnohé parazitické osičky dosahujú miniatúrne rozmery a odlíšiť jednotlivé druhy je náročná úloha aj pre špecializovaných entomológov. Tvrdenie, že chrobáky predstavujú najpočetnejšiu skupinu hmyzu prednedávnom spochybnil tím amerických vedcov, ktorí vo svojej štúdii modelovali početnosť parazitických blanokrídlovcov na základe známych parazitických komplexov na dobre preštudovaných hmyzích hostiteľoch. Podľa ich výpočtov by mali byť blanokrídlovce 2,5- až 3-krát početnejšie než chrobáky.

Extrémna diverzita blanokrídlovcov odráža skutočnosť, že prakticky každý druh hmyzu (ale aj iných článkonožcov) má viacero parazitoidov. Niektoré parazitoidy napádajú pomerne široké spektrum hostiteľov, mnohé iné sú však úzko špecializované na špecifický druh hostiteľa. Ak má každý hostiteľský druh aspoň jedného parazitoida, ktorý sa naň špecializuje, logicky z toho vychádza, že druhové bohatstvo parazitoidov musí byť prinajmenšom rovnaké ako súčet všetkých parazitovaných druhov. Nehovoriac o tom, že dokonca aj samotné parazitoidy sú napádané inými parazitoidmi. A tým sa dostávame k takzvaným hyperparazitoidom.


-


Druhový komplex parazitoidov napádajúcich známeho škodcu v lesníctve, motýľa mníšku veľkohlavú (Lymantria dispar). Šípky znázorňujú smer vývinu jednotlivých druhov parazitoidov, ktoré sa vyvíjajú na rôznych štádiách hostiteľa.


Superparazitoidy a hyperparazitoidy


Ako som už uviedol, jeden druh hmyzu môže byť napádaný viacerými druhmi parazitoidov. Ak je hostiteľ napadnutý viac než jedným druhom parazitoida, hovoríme o multiparazitizme. Vo všeobecnosti platí, že samotné parazitoidy sa snažia multiparazitizmu vyhýbať, pretože preň iné druhy vyvíjajúce sa v tele hostiteľa predstavujú konkurenciu. Takáto situácia nastáva najmä v prípade, že je hostiteľov dostatočné množstvo a samička parazitoida hľadajúca vhodnú obeť si môže vyberať. Parazitoidy si preto vyvinuli spôsoby, pomocou ktorých dokážu zistiť, či už vybraný hostiteľ má v sebe nejaký iný parazitický druh. Dokážu napríklad rozoznávať známky po kladení vajíčok na telách hostiteľov a parazitovaným hostiteľom sa vyhnúť. Iným typom viacnásobného parazitizmu je superparazitizmus. Nastáva v prípade, že je hostiteľ viacnásobne parazitovaný jedným a tým istým druhom parazitoida.

Celkom odlišným fenoménom je hyperparazitizmus. Ani parazitoidy nie sú imúnne voči parazitácii a samy sa stávajú hostiteľmi iných parazitoidov, ktorým hovoríme hyperparazitoidy. V podstate sa dá povedať, že ide o parazitizmus na druhú. Primárny parazitoid môže naklásť vajíčka do tela hostiteľa a pritom sám sa môže stať hostiteľom parazitoida vyššieho rádu, čiže sekundárneho parazitoida alebo hyperparazitoida. Prevažnú väčšinu hyperparazitoidov by sme našli u blanokrídlovcov, hlavne chalcidiek (Chalcidoidea) a hrčiarok (Cynipoidea), túto stratégiu ale využívajú aj niektoré dvojkrídlovce a chrobáky. Hyperparazitoidy napádajú najmä larvy a kukly primárnych parazitoidov bylinožravého hmyzu, najčastejšie vošiek a motýľov. Vajíčka a dospelé jedince sú hyperparazitované len veľmi zriedka.


-


Parazitické osičky zo skupiny Trichogrammatidae sa špecializujú na vajíčka hmyzu. Na obrázku je Trichogramma dendrolimi pri kladení do vajíčok mory druhu Spodoptera frugiperda. Trichogrammatidae bývajú často využívané ako prostriedok biologického boja proti škodcom.


V ukrutnosti sa skrýva prospešnosť a rovnováha


Ako vidieť, brutalita parazitoidov sa nevyhýba ani im samým. Existencia parazitoidov na nás môže z ľudského hľadiska pôsobiť podobne ako na Darwina priam poburujúco, parazitoidy však v ekosystémoch zohrávajú nenahraditeľnú úlohu. Regulujú početnosť hmyzu a bránia tomu, aby sa nejaký druh premnožil. Túto skutočnosť s rôznou mierou úspechu využívajú poľnohospodári a lesníci, ktorí nasadzujú parazitoidy ako prírodný prostriedok na zníženie početnosti nežiaducich druhov v rámci biologického boja proti hmyzím škodcom. Pri takomto postupe sa preferujú pôvodné (autochtónne) druhy parazitoidov a akákoľvek introdukcia nepôvodných (alochtónnych) druhov musí byť vždy starostlivo zvážená, aby nedošlo k tomu, že sa z užitočného spojenca stane invázny škodca.



Nevnímajme preto parazitoidy ako bizarnú ukážku toho, aká môže byť príroda bezohľadne krutá a drsná. Parazitoidy sú neoddeliteľnou súčasťou živého sveta a predstavujú neoceniteľný regulačný mechanizmus udržiavajúci prírodnú rovnováhu. Pri správnom a rozumnom využití môžu byť našimi spojencami v boji proti hospodárskym škodcom, ktorých počty dokážeme vďaka nim znížiť bez použitia agresívnych chemických prostriedkov. V nepeknej realite súčasného sveta, keď znečistenie prírodného prostredia prekračuje únosnú mieru, je biologický spôsob regulácie škodcov pomocou parazitoidov žiaduci a nevyhnutný.

Poznámky
*mycetofágia - konzumácia húb, hubožravosť
**nekrofágia - konzumácia mŕtvych živočíchov, zdochlinožravosť
***fytofágia - konzumácia rastlín, bylinožravosť



Tento článok sme Vám mohli priniesť vďaka podpore na Patreone. Aj symbolický príspevok nám pomôže zverejňovať viac kvalitných článkov.

Zdroje:

Bakker, K. J. J. M., Van Alphen, J. J. M., Van Batenburg, F. H. D., Van der Hoeven, N., Nell, H. W., Van Strien-Van Liempt, W. T. F. H., & Turlings, T. C. J. (1985). The function of host discrimination and superparasitization in parasitoids. Oecologia, 67(4), 572-576.
Feener Jr, D. H., & Brown, B. V. (1997). Diptera as parasitoids. Annual review of entomology, 42(1), 73-97.
Forbes, A. A., Bagley, R. K., Beer, M. A., Hippee, A. C., & Widmayer, H. A. (2018). Quantifying the unquantifiable: why Hymenoptera, not Coleoptera, is the most speciose animal order. BMC ecology, 18(1), 21.
Godfray, H. C. J. (1994). Parasitoids: behavioral and evolutionary ecology. Princeton University Press.
Holecová, M. (2012). Úvod do lesníckej entomológie. AQ-BIOS, Bratislava.
Holecová, M. (2012). Parazitoidy a ich životné stratégie. AQ-BIOS, Bratislava.
Quicke, D. L. (2015). The braconid and ichneumonid parasitoid wasps: biology, systematics, evolution and ecology. John Wiley & Sons.
Resh, V. H., & Cardé, R. T. (Eds.). (2009). Encyclopedia of insects. Academic Press.

Obrázky: public domain (perexový obrázok), Pjt56, Ikehiker, 8thstar, Bugboy52.40, Victor Fursov
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok







Pridať e-mail