USD -
4.0559
EUR -
4.3309
GBP -
5.0589
DKK -
0.5805
Pasożyty są bardzo liczną i różnorodną grupą organizmów, reprezentującą ponad połowę wszystkich żywych stworzeń na naszej planecie. Gatunków ektopasożytów, to znaczy pasożytów żerujących na powierzchni skóry innych zwierząt, opisano już ponad 70 tysięcy. Występują one właściwie w każdym środowisku, wybierając sobie gospodarzy na lądzie, w zbiornikach słodkiej wody oraz w ekosystemach morskich. Dodatkowo prawdopodobnie wiele z ektopasożytów nie zostało jeszcze poznanych przez naukę. W jednym z najnowszych badań naukowcy przedstawili jak szybko może zachodzić ewolucja ptasich pasożytów. Badacze umieścili żywiące się piórami wszoły na gołębiach o ubarwieniu białym, czarnym oraz szarym, a następnie obserwowali zachodzące w nich zmiany w kolejnych pokoleniach.
Do higieny przydaje się dobry wzrok
Głównym narzędziem obronnym wykorzystywanym przez zwierzęta wobec atakujących je pasożytów jest pielęgnacja piór oraz sierści za pomocą dziobów, zębów, języka i pazurów. U niektórych gatunków, takich jak naczelne, posiadających sprawne dłonie oraz rozbudowane zachowania socjalne, pielęgnacja przyjmuje formę tak zwanego iskania, w którym osobniki pomagają sobie w wzajemnym oczyszczaniu powierzchni skóry. Również niektóre ptaki przejawiają podobne zachowania, wyłuskując pasożyty dziobem z piór swoich pobratymców. Biorąc pod uwagę te mechanizmy obronne, bardzo ważną kwestią jest widoczność pasożytów podczas ich usuwania.
Teoretycznie kontrastowo ubarwione ektopasożyty są łatwe do dostrzeżenia i usunięcia, te wtapiające się w barwę sierści, piór i położonej pod nimi skóry mają natomiast większe szanse na przeoczenie i pozostanie na gospodarzu.
Może być to zwłaszcza bardzo ważną cechą przystosowawczą dla pasożytów spędzających całe swoje życie i wszystkie formy rozwojowe na powierzchni ciała żywicieli. W takim przypadku gospodarz reprezentuje nie tylko bardzo silny czynnik selekcyjny, ale ponadto tło, na jakim przebywa ektopasożyt może być kluczowe dla jego przetrwania i możliwości przekazania swoich genów kolejnym pokoleniom. Hipoteza dotycząca ubarwienia ektopasożytów i ich żywicieli przez wiele lat nie była testowana. W tematyce umaszczenia ochronnego napisano już bardzo wiele na temat drapieżników oraz ich ofiar, jednak rzadko kiedy interesowano się w tej kwestii pasożytami i wybierano je jako obiekty eksperymentalne. Temat ten podjęto w jedynym z najnowszych badań.
Wszoły – zmora hodowców drobiu i gołębi
Jednymi z pasożytów odbywającymi cały swój cykl życiowy na powierzchni ciała gospodarza są wszoły ptasie (z rzędu Phthiraptera), nazywane również piórojadami. Długość ich ciała mieści się w zakresie od 0,35 mm do 10 mm. Dorosłe osobniki mogą różnić się barwą ciała i być szare, żółte lub czarne. Ich ciało spłaszczone jest grzbietowo-brzusznie i pozbawione skrzydeł. W odróżnieniu od wszy posiadają dużą i szeroką głowę, na niej niewielkie oczy i gryzący aparat gębowy. Ich trwający 3 do 4 tygodni rozwój rozpoczyna się od jaja przyklejonego do piór żywiciela, a przed formą dojrzałą występuje kilka form larwalnych nazywanym nimfami. Wszoły żywią się piórami, martwym naskórkiem oraz zasuszonymi płynami ustrojowymi. Uszkodzenia piór, jakie przy tym powodują mogą być bardzo znaczne i mieć długotrwały efekt na przeżycie ptaka i jego szanse na sukces w znalezieniu partnera do reprodukcji. Wyniszczają również hodowlane ptaki i bardzo często są zmorą hodowców drobiu i gołębi. Zarażenie tymi pasożytami może nastąpić podczas bezpośredniego kontaktu między ptakami, z tego powodu bardzo często następuje już w pierwszych chwilach życia w gnieździe, gdy pasożyty dorosłych osobników przechodzą na pisklęta. Ptaki pozbywają się ich wyczesując dziobami wszoły z piór.
Ptaki wypatrują, wszoły się maskują
W jednym z badań opublikowanych kilka lat temu zanalizowano pasożyty piór występujące u wielu różnych gatunków ptaków z całego przekroju grup systematycznych. Wybrano do niego „typowe” wszoły ptasie, które do żerowania nie wybierają żadnego konkretnego miejsca na ciele ptaka, rozkładając się na całej opierzonej powierzchni, oraz wszoły „głowowe”, które umiejscawiają się na głowie gospodarzy. „Typowe” wszoły są wypatrywane i usuwane przez ptaki za pomocą dzioba, przed którym próbują chować się za piórami, natomiast „głowowe” wydrapywane są zazwczaj za pomocą kończyn tylnych ptaka – ptak nie jest w stanie ich dostrzec i usuwa je „na ślepo”. Naukowcy założyli że dla „typowych” pasożytów ubarwienie jak najlepiej wtapiające się w tło będzie kluczową cechą, przeważającą o ich przetrwaniu. Po przeprowadzeniu obszernej analizy potwierdzili tą hipotezę. Istnieje bardzo duża zależność pomiędzy ubarwieniem wszołów, a kolorem ptaków, na jakich żerują. Zdarza się również, że w obrębie jednego gatunku pasożyta wyróżnia się podgatunki różniące się swoim odcieniem – żyjące na różnie ubarwionych ptakach. Co ciekawe, wszoły „głowowe” nie spełniały opisanej zasady. Podkreśla to, że wypatrywanie przez ptaka pasożytów może być kluczowym czynnikiem selekcyjnym. Czy jednak jest to szybki proces? W jakim tempie może zachodzić ewolucja cech przystosowawczych pasożytów? Odpowiedzi na te pytania poznaliśmy dopiero niedawno.
Wszoły pomalowane emalią
Aby podpatrzeć proces selekcji pasożytów i zmiany ich ubarwienia w kolejnych pokoleniach, badacze przeprowadzili eksperyment na gołębiach o różnym ubarwieniu – białym, czarnym oraz szarym. Ptaki które wybrali do doświadczenia zostały najpierw oczyszczone z wszystkich pasożytów które już znajdowały się na ich powierzchni. Dokonali tego utrzymując ptaki przez kilka tygodni w warunkach niskiej wilgotności, co pozwoliło zabić wszystkie stadia rozwojowe pasożytów bez uciekania się do użycia insektycydów. Do badania wybrano wszoły naturalnie preferujące gołębie, z gatunku Columbicola columbae. Następnie, aby sprawdzić, czy kolor wszołów wpływa na ich przeżywalność, pomalowali pasożyty farbą emaliową, uzyskując 25 wszołów białych, 25 szarych oraz 25 czarnych. Pasożyty umieścili równomiernie na piórach gołębi o różnym ubarwieniu. Połowa badanych ptaków mogła swobodnie oczyszczać swoje pióra, drugiej połowie natomiast założono na dziób swego rodzaju wędzidło, które uniemożliwiało wyciąganie pasożytów z upierzenia. Po 48 godzinach sprawdzono jakie pasożyty występują na piórach badanych ptaków. Te gołębie, które mogły się normalnie oczyszczać, miały zdecydowanie więcej wszołów wtapiających się w ubarwienie piór. U ptaków pozbawionych możliwości usuwania pasożytów proporcje kolorów wszołów nie zmieniły się w żaden szczególny sposób. Wyniki tego wstępnego doświadczenia zachęciły badaczy do przeprowadzenia ambitniejszego, kilkuletniego eksperymentu.
Kontrolowala ewolucja
Aby sprawdzić, czy ubarwienie pasożytów jest dziedziczną cechą podlegającą silnej selekcji, naukowcy zebrali wszoły Columbicola columbae z wielu ptaszarni utrzymujących gołębie (dokładnie 2400 wszołów), a następnie losowo umieścili je na piórach 96 gołębi czarnych, białych oraz szarych. Część ptaków mogła swobodnie oczyszczać swoje pióra z pasożytów, a część została pozbawiona tej możliwości. Eksperyment trwał cztery lata, co objęło około 60 nowych pokoleń wszołów żyjących na piórach ptaków. Co każde 6 miesięcy badacze pobierali losowe próbki wszołów i dokumentowali ich ubarwienie. Okazało się, że już cztery lata wystarczyły do znaczącej ewolucji piórojadów. Wszoły, które żerowały na białych i czarnych gołębiach zdecydowanie zmieniły swoje ubarwienie w porównaniu do tych przebywających na zwykłych, szarych gołębiach. Te pasożyty, których gospodarzami były ptaki o białych piórach stały się znacznie jaśniejsze, natomiast wszoły żerujące na czarnych gołębiach – ciemniejsze. Zauważono, że rozjaśnienie barwy wszołów w kolejnych pokoleniach zaszło znacznie szybciej niż jej zciemnienie. Biało ubarwione ptaki mogą więc znacznie szybciej mogą „dorobić się” trudniejszych do zwalczenia pasożytów.
Doświadczenie dostarczyło bardzo interesujących wniosków na temat przystosowań pasożytów żerujących na powierzchni ciała ptaków. W zaledwie cztery lata powstały pasożyty do złudzenia przypominające odrębne gatunki wszołów, które naturalne wyewoluowały aby atakować różnie ubarwione ptaki – takie jak bardzo jasny wszoł Columbicola wolffhuegeli, żerujący na muszkateli wędrownej, śnieżnobiałym gołębiu występującym w Australii. W grupie gołębi, które nie mogły oczyszczać swoich piór nie zaobserwowano znaczących zmian ubarwienia wszołów. Ptaki te miały dodatkowo na swoim ciele ponad 20 razy więcej pasożytów niż gołębie normalnie mogące się oczyszczać.
Na podstawie:
Bush, S. E., Villa, S. M., Altuna, J. C., Johnson, K. P., Shapiro, M. D., & Clayton, D. H. (2018). Host defense triggers rapid adaptive radiation in experimentally evolving parasites. bioRxiv, 420380.
