Осы наездники являются истинными паразитами

Во всем мире насчитывается свыше 200 тысяч видов ос. Обыкновенная оса, незваная гостья любого загородного пикника - всего лишь один вид из несметного воинства общественных, одиночных и паразитических ос.

Все виды ос претерпевают в ходе развития полный метаморфоз; иными словами, в их жизненном цикле можно выделить четыре стадии: яйцо, личинка, куколка (стадия покоя и превращения личинки во взрослую особь) и, наконец, имаго, или взрослое насекомое. Взрослые осы кормятся жидкой пищей. В зависимости от вида это может быть сладкий цветочный нектар либо разжиженные внутренности других насекомых или пауков.

Некоторые осы живут в сложных сообществах, иные ведут паразитический образ жизни, откладывая яйца в теле еще живой жертвы, однако подавляющее большинство из 220 тысяч известных науке видов известны как охотники-одиночки.

Осы-одиночки строят гнезда и выкармливают молодь, полагаясь только на собственные силы. Гнездо такой отшельницы состоит из одной или нескольких ячеек - по одной на развивающуюся личинку. Гнездо не только обеспечивает безопасное укрытие новым поколениям насекомых, но и служит продовольственным складом для подрастающих личинок. Пропитанием их снабжает самка, которая регулярно приносит в каждую ячейку добытых насекомых и пауков. Некоторые виды ограничиваются одной жертвой для каждой личинки, другие же приносят и больше.

Каждый вид ос взял на вооружение свой особый метод снабжения личинок провизией. Самки некоторых видов втаскивают парализованную жертву в гнездо, откладывают на ней яйцо, после чего наглухо запечатывают ячейку. Завершив откладку яиц и убедившись, что личинки не будут голодать, оса считает свой родительский долг выполненным, покидает гнездо и, как правило, погибает вскоре после вылета молоди. Данный метод называется одноразовым снабжением.

Другие виды ос регулярно навещают свои гнезда и по мере надобности приносят личинкам свежую добычу (т. н. последовательное снабжение). Так, некоторые общественные осы ежедневно приносят в гнездо маленьких гусениц до тех пор, пока личинки не окуклятся. Самка американского полиста без устали таскает корм сразу в несколько гнезд, в которых личинки находятся на разных стадиях развития. При последовательном снабжении самка раз за разом возвращается в гнездо и, значит, должна хорошо помнить место его расположения. В этом ей помогают такие зрительные ориентиры, как кучка камней, приметное дерево, холм или даже положение солнца па небе в определенное время дня.

Сооружая гнезда, различные виды ос пользуются разными строительными материалами. Многие роют в земле незатейливые норки, в которых короткий туннель заканчивается гнездовой камерой. Иные строят гнезда прямо на поверхности. Например, сфексы устраивают гнезда в гниющей древесине или стеблях растений. Пилюльные осы (эвмениды) лепят из грязи крохотные горшочки и прикрепляют их к веточкам, а дорожные осы помпилы селятся в расщелинах камней.

Все заботы об устройстве гнезда и снабжении личинок пищей лежат на самках. Трутни, обычно появляющиеся на свет раньше самок, прожигают свою короткую жизнь в поисках корма и очередных партнерш для спаривания.

В самой примитивной форме социальное поведение ос проявляется в строительстве гнезда несколькими самками. Однако по окончании работ каждая самка несет ответственность за снабжение пищей своих личинок. Как правило, самки, работающие в таком режиме, состоят в родстве и редко крадут друг у дружки добычу.

Каждый год общественные осы сооружают новое гнездо. Весной, подыскав удобное место, матка закладывает основу новой колонии. Выстроив первые ячейки, она откладывает в них яйца и начинает активную охоту, чтобы снабдить личинок пищей. Поймав муху или гусеницу, матка пережевывает добычу в кашицу и кормит ею личинок. На этой стадии она в одиночку трудится за всю колонию, продолжая строить и расширять гнездо и выкармливать подрастающих личинок.

Вышедшие из первых куколок рабочие осы заметно уступают размерами не только матке, но и последующим поколениям - возможно, потому, что на личиночной стадии получали меньше пищи. Появившись на свет, осы-работницы немедля принимаются добывать провизию для новых личинок и расширять гнездо. Строительным материалом служит своеобразная бумага из пережеванных древесных волокон. Необходимое для этого сырье осы находят в трухлявых древесных стволах, старых заборах, телеграфных столбах и дверях. Разжевывая древесину в мелкую кашицу, они смешивают ее со слюной и скатывают в шарики, после чего тонким слоем наносят бумажную массу на стенки ячеек.

Молодые рабочие осы остаются в гнезде, принимая от снабженцев добытый корм и порции бумажной кашицы. В обязанности ос-домоседов входит также охрана входа, очистка ячеек и поддержание оптимальной температуры в гнезде. В случае похолодания рабочие осы начинают быстро сокращать мускулы, приходя в мелкую дрожь. Вырабатываемое при этом тепло согревает гнездо. Если же внутри становится слишком жарко, рабочие осы охлажда-ют его, принося капельки воды.

В конце лета из личинок выходят новые матки и трутни. Они покидают гнездо, и в ходе брачного лета самцы оплодотворяют молодых самок. С приходом зимы старая матка, трутни и рабочие осы погибают, а до следующей весны доживают только молодые матки, чтобы дать жизнь новым колониям.

Многие осы-паразиты скрываются под обманчивыми именами: блестянки, наездники, бархатные муравьи. У большинства из них жала нет, а яйцеклад используется по прямому назначению. В строго биологическом смысле назвать их паразитами нельзя. Если истинные паразиты живут и питаются плотью своего хозяина, не убивая его, то личинки этих ос умерщвляют своих хозяев, и было бы правильнее именовать их паразитоидами.

Большинство ос-паразитов питаются личинками и куколками других насекомых. Самка откладывает яйца на теле хозяина либо внутри него, проколов яйцекладом его наружные покровы. Сделав свое дело, она улетает прочь и не заботится ни о хозяине, ни о будущем потомстве. Через 2-3 дня из яиц выходят личинки, которые постепенно выедают тело хозяина, начиная с наименее важных органов. Благодаря этому хозяин остается живым 2-3 недели, почти не замечая присутствия личинок, пока те не окуклятся.

Прежде чем отложить яйца, самка проверяет, не поселился ли в теле пойманной жертвы кто-нибудь другой. Если одним источником пищи будут пользоваться слишком много личинок, всем им грозит голодная смерть. Некоторые осы-паразиты впрыскивают в тело хозяина особое вещество, замедляющее его рост. Таким образом, их личинкам достается больше пищи и энергии.

Многие осы-паразиты питаются строго определенными видами или родственными группами насекомых. К примеру, блестянки благоденствуют за счет своих же сородичей, откладывая яйца в гнездах других ос и пчел. Жесткая хитиновая оболочка самки предохраняет ее от укусов разъяренных хозяев, а когда из отложенных яиц вы-ходят личинки, они принимаются пожирать личинок пчел и их кормовые запасы.

Тропическая оса-немка тоже откладывает яйца в осиные и пчелиные гнезда. Все тело этой необычной осы покрыто густыми черно-красными волосками, а бескрылые самки больше похожи на муравьев.

Далеко не все осы-паразиты живут и процветают за счет животных организмов. Орехотворки используют в этих целях растения. Самка орехотворки шаровидной откладывает яйца в листьях, побегах или почках. Вышедшие из них личинки выделяют секрет, заставляющий растение обволакивать их защитным слоем ткани, образуя толстые галлы диаметром свыше 5 см.

Многие осы-паразиты питаются злостными вредителями растений, а, поскольку они отдают предпочтение определенным видам насекомых, фермеры прибегают к их помощи в борьбе с конкретными вредителями. Данная форма биологического контроля особенно удобна там, где вредитель был случайно завезен на новую территорию. Не имея естественных врагов, он бесконтрольно размножается, и для борьбы с ним ученые нередко прибегают к помощи ос-паразитов с его родины. В программах биологического контроля успешно используются свыше 180 видов ос.

Не менее важную роль играют в природе и осы, питающиеся нектаром, опыляя цветковые растения. Перелетая с цветка на цветок и собирая нектар, оса переносит на себе зернышки пыльцы, осуществляя перекрестное опыление. Результатом этого процесса становятся сильные жизнестойкие растения, которым не страшны погодные капризы.

Культивируемая на западном побережье США полудикая смирнская фига опыляется только с помощью ос. Раздельнополые цветки инжира скрыты в мякоти его мясистых плодов. Проникая в них, оса бластофага откладывает яйца в мужские цветки, и вышедшие из них личинки, питаясь завязью и незрелыми семенами, покрываются пыльцой. Закончив развитие, взрослые насекомые выходят наружу и, перелетая с дерева на дерево, переносят пыльцу на женские цветки.

Паразитоид организм , который живет в тесной связи с его хозяином и за счет хозяина, и что рано или поздно убивает его. Parasitoidism является одним из шести основных эволюционных стратегий в рамках паразитизма , отличающихся фатальным прогнозом для хозяина, что делает стратегию , близкую к хищничеству .

Среди паразитоидов, стратегии варьируются от жизни внутри хозяина, что позволяет ему продолжать расти , пока не появится паразитоид как взрослые, чтобы парализовать хозяин и живут за его пределами. Хосты включают других паразитоиды, в результате чего hyperparasitism ; в случае дубовых галлов , до пяти уровней паразитизма возможно. Некоторые паразитоиды влияют на поведение своего хозяина способов , которые способствуют распространению в паразитоиде.

Паразитоидов встречаются в различных таксонов поперек endopterygote насекомых , у которых полная метаморфоза может быть предварительно адаптирован их раздвоение образа жизни, личинками паразитоид и свободноживущих взрослых. Большинство из них в перепончатокрылом , где наездники и многие другие наездники являются узкоспециализированными для parasitoidal образа жизни. Другие паразитоиды находятся в двукрылых , жесткокрылых и других порядков endopterygote насекомых . Некоторые из них, как правило , но не только осы, которые используются в биологической борьбе с вредителями .

Биология parasitoidism вдохновила научную фантастику авторов и сценарист , чтобы создать многочисленные parasitoidal иностранцев , которые убивают свои человеческие хозяин, такие как чужеродные виды в Ридли Скотт 1979 фильма «s Чужого .

содержание

история

Стратегии

Взгляд на эволюционные варианты могут быть получены путем рассмотрения четырех вопросов: влияние на пригодность Саваофа паразита; количество хостов у них есть на стадии жизни; ли предотвращается хост от воспроизведения; и зависит ли эффект от интенсивности (количество паразитов на хост). Исходя из этого анализа, предложенный К. Д. Лафферти и А. М. Кунис, основные эволюционные стратегии паразитизма появляются, наряду с хищниками.

Эволюционные стратегии в паразитизма и хищничества
( интенсивности в зависимости от: зеленый, римские ;
интенсивность-независимый: фиолетовый, курсив )

Хост фитнес	Отдельный хост, остается в живых	Отдельный хост, умирает	Множественные хосты
Способен воспроизводить (фитнес> 0)	Обычный паразит Возбудитель	Трофически передается паразит трофически передается возбудитель	Micropredator Micropredator
Невозможно воспроизвести (фитнес = 0)	----- Паразитарные кастрирующей	Трофически передается паразитарные кастрирующей паразитоид	Социальный хищник Одиночные хищник

Parasitoidism, по мнению Р. Пулен и HS Рандхава, является одним из шести основных эволюционных стратегий в рамках паразитизма , остальные паразитарные кастрирующей , непосредственно передается паразит, трофически передается паразит, вектор -transmitted паразита и micropredator. Эти адаптивные пики , с большим количеством возможных промежуточных стратегий, но организмы во многих различных групп последовательно сходились на этих шести.

Паразитоидов питаются живой хозяин, который в конце концов они убивают, как правило, прежде чем он может производить потомство, в то время как обычные паразиты обычно не убивают своих хозяев, и хищники, как правило, сразу же убивают свою добычу.

Паразитоидов могут быть классифицированы как эндо- или ectoparasitoids с idiobiont или koinobiont стратегии развития. Endoparasitoids жить в теле своего хозяина, в то время как ectoparasitoids питаются хозяина снаружи. Idiobiont паразитоиды предотвратить дальнейшее развитие хозяина после того, как первоначально иммобилизации его, в то время как koinobiont паразитоиды позволяет хосту продолжить свое развитие во время кормления на него. Большинство ectoparasitoids являются idiobiont, как хозяин может повредить или сместить внешний паразитоид , если это разрешено двигаться и линьки . Большинство endoparasitoids является koinobionts, что дает им преимущество хозяина , который продолжает расти все больше и избегать хищников.

Первичные паразитоиды имеют простейшее паразитическое отношение, с участием двух организмов хозяина и паразитоида. Hyperparasitoids являются паразитоидами из паразитоидов; вторичные паразитоиды имеют первичный паразитоид как хозяин, так что есть три организмов , участвующие. Hyperparasitoids либо факультативный (может быть первичным паразитоид или hyperparasitoid в зависимости от ситуации) или облигатные (всегда развиваться как hyperparasitoid). Уровни паразитоидов за пределами вторичного также произойти, особенно среди факультативных паразитоидов. В дубовых желчном системах, может быть до пяти уровней паразитизма. Случаи , в которых два или более виды паразитоидов одновременно атаковать один и тот же хост без паразитирующих друг с другом, называется много- или несколько паразитизма. Во многих случаях, многократный паразитизм еще приводит к смерти одного или нескольких паразитоидов участвующих. Если несколько паразитоиды одного и того же вида сосуществуют в одном узле, это называется сверхпаразитизм . Стадные виды откладывают несколько яиц или polyembryonic яйца , которые приводят к многократным личинкам в одном узле. Конечный результат стадного сверхпаразитизма может быть один выжившими паразитоид отдельными или множественными выжившими особями, в зависимости от вида. Если сверхпаразитизм происходит случайно в одиночном обычно видов личинки часто дерутся между собой , пока только один не остается.

Влияние на поведение хозяина

В другой стратегии, некоторые паразитоиды влияют на поведение хозяина способами , которые способствуют распространению в паразитоид, часто ценой жизни хозяина. Захватывающий примером является ланцет случайностью печени , что приводит к хост - муравьи умереть цепляется за стебли травы, где травоядные или птицы можно ожидать , чтобы съесть их и завершить жизненный цикл parasitoidal FLUKE в его окончательном хозяине . Точно так же, как и strepsipteran паразитоиды муравьев созревают, они вызывают у хозяев , чтобы подняться высоко на траве стеблями, позиции , которые являются рискованными, но способствуют появлению в strepsipterans. Среди возбудителей млекопитающих вирус бешенства поражает хозяин на центральную нервную систему , в конце концов убивают его, но , возможно , помогая распространять вирус, изменяя поведение хозяина. Среди наездников, Glyptapanteles изменяет поведение своего хозяина гусеницы , чтобы защитить куколка осы после того как они выходят из тела гусеницы. В phorid летать Apocephalus Borealis oviposits в брюшную полость его хозяев, в том числе медоносных пчел , заставляя их отказаться от своего гнезда, пролетев от нее в ночное время, и вскоре умирает, позволяя следующее поколение мух выйти за пределы улья.

Таксономический диапазон

Около 10% описанных насекомых паразитоиды, в приказах перепончатокрылых , двукрылых , жесткокрылых , Neuroptera , чешуекрылых , веерокрылые и ручейников . Большинство из них осы в пределах перепончатокрылых; большинство других являются двукрылыми мухами. Parasitoidism уже развивались независимо друг от друга во много раз: один раз в перепончатокрылых, веерокрылые, сетчатокрылых и ручейников, два раза в чешуекрылых, в 10 раз или больше в жесткокрылых, и не менее чем в 21 раз среди двукрылых. Это все holometabolous насекомых ( насекомые с полным превращением , которые образуют единую кладу ), и это всегда личинки , которые являются parasitoidal. Метаморфоза от активной личинки к взрослому с другой структурой тела позволяет двойной образ жизни паразитной личинки, свободноживущие взрослым в этой группе. Эти отношения показаны на филогенетическом дереве ; группы , содержащие паразитоидов, показаны жирным шрифтом, например , Coleoptera , с числом раз parasitoidism эволюционировали в группе в круглых скобках, например (10 клады) . Приблизительное количество ( по оценкам , может изменяться в широких пределах) от паразитоид видов из общей суммы показано в квадратных скобках, например , [2500 400000].

Neuroptera (нетто-крылатые насекомые) (1 клады) [гр. 15 6000]

Жесткокрылые (жуки) (10 клады) [с. 2500 400000]

Веерокрылый (витые крыла паразиты) (1 клады) [с. 600 из 600]

Orussoidea (паразитарные древесные осы) [75 из 75]

Стебельчатобрюхие (осы талией насекомые) [с. 50000 100000]

Diptera (истинные мухи) (21) КЛАДЕС [гр. 17000 125000]

"ОСЕННЯЯ ФЛОРА" пройдут 28-29 сентября 2019 года в Заокском районе Тульской области. К участию в соревновании приглашаются команды, представляющие биологические кружки и общеобразовательные школы, а также разновозрастные команды, включающие школьников и взрослых (педагогов или родителей). Подробнее >>>

Если Вам понравился и пригодился наш сайт - кликните по иконке "своей" социальной сети:

[ sp ] : ml об :

Наши авторские методические материалы по зоологии беспозвоночных:
В нашем Интернет-магазине по некоммерческим ценам (по себестоимости производства)
можно приобрести следующие методические материалы по беспозвоночным животным России:

СПРАВОЧНИК ПО МОРФОЛОГИИ, ФИЗИОЛОГИИ И ЭКОЛОГИИ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ

Взаимоотношения с другими организмами

Симбионты и комменсалы

Большое число видов чешуекрылых состоит в симбиозе с представителями различных биологических групп, от прокариот, таких как бактерии рода Wolbachia, и растений (юкковая моль и растения юкка, Ангрекум полуторафутовый (Angraecum sesquipedale) и бражник Xanthopan morganii praedicta) до собратьев по классу насекомых.

У ряда видов гусеницы живут в муравейниках, находясь с муравьями в симбиотических отношениях, например, с родом Myrmica. Примерно половина всех видов голубянок – Lycaenidae так или иначе связана в цикле своего развития с муравьями.

Муравей и гусеница Lycaenidae

Взаимосвязи между муравьями и голубянками по своему типу варьируются от факультативных до облигатных, и от мутуализма до паразитизма. Гусеницы и куколки голубянок обладают комплексом эволюционно выработанных химических и акустических сигналов для контролирования поведения муравьёв. Также они выделяют из дорзальной нектароносной железы сладкую жидкость, привлекающую муравьёв. Муравьи, ощупывая усиками этот орган, вызывают рефлекторное выделение гусеницей жидкости, которая, вероятно, содержит феромоны лихневмоны, обусловливающие поведение муравьёв.

Муравей и гусеница голубянки

Некоторые гусеницы голубянок и риодинид обладают также звукоиздающими органами, влияющими на поведение муравьёв – одни виды имеют только шаровую щетинку на теле гусеницы, другие – вместе с звуковой ресничкой, при отсутствии нектароносной железы. Все виды мирмекофильных голубянок приурочены к луговым муравейникам. Одним из таких видов является голубянка алькон (Maculinea alcon), самки которой откладывают яйца на цветы растений семейства горечавковые (Gentiana). Большинство видов голубянок развивается в гнёздах лишь одного вида муравьёв, но гусеницы голубянки алькон обитают в гнёздах муравьёв различных видов, на разных участках своего ареала.

Несколько видов чешуекрылых из группы Chrysauginae (семейство Огнёвки настоящие) как то Cryptoses choloepi или Bradipodicola hahneli являются комменсалами млекопитающих из семейства трёхпалые ленивцы. Когда ленивец спускается с дерева для дефекации, бабочки данных видов откладывают в его экскременты яйца, из которых затем выходят гусеницы, питающиеся ими.

Природными врагами чешуекрылых и преимагинальных стадий их развития в первую очередь являются насекомоядные позвоночные животные: птицы, ящерицы, жабы, грызуны, насекомоядные млекопитающие. Кроме насекомоядных позвоночных, на бабочек охотятся насекомые и пауки. К таким хищникам, среди насекомых, относятся ктыри и стрекозы, которые охотятся на бабочек во время полёта, богомолы и пауки-бокоходы, которые охотятся из засады на цветках, привлекающих бабочек. Пойманных бабочек часто можно наблюдать в паутине пауков. Охотятся на чешуекрылых также жуки-жужелицы и некоторые осы.

Чешуекрылые страдают от микозов и вирусов (например, вирус ядерного полиэдроза). Для каждого вида чешуекрылых свойственен свой собственный специфичный видовой вирус. Например, вирус Baculovirus reprimens – специфичен только непарному шелкопряду, Baculovirus srilpnotiay – ивовой волнянке, Baculovirus neustriae – кольчатому коконопряду и т.д. Насчитывается более 100 видов чешуекрылых – хозяев этой группы возбудителей полиэдрозов общего типа (вирусы рода Baculovirus). При попадании в кишечник гусениц полиэдры под воздействием кишечного сока растворяются, высвобождая вирионы, которые распадаются "провирусы". Они проникают сквозь стенки кишки в миксоцель, разносятся гемолимфой по всему телу, проникая в восприимчивые ткани различных органов. Поражаются клетки жирового тела, эпителий трахей, гиподерма, нейроны, гонады, мышечная ткань. Патогенез вируса заканчивается гибелью гусениц. Их внутренние органы и ткани лизируются, превращаясь в беловато-желтоватую жидкость, содержащую вирусные агенты.

Паразиты и паразитоиды

Представители рода Cyclotorna мирмекофильных разнокрылых бабочек из надсемейства Zygaenoidea, эндемики Австралии являются единственными среди бабочек эктопаразитами. Гусеницы (первоначально похожие на уплощённых мокриц, а на последних стадиях более ярко окрашенные) являются эктопаразитами равнокрылых насекомых. Самки бабочек-паразитов откладывают до 1400 яиц на растения, поражённые цикадками (Cicadellidae) или листоблошками (Psyllidae). Молодые гусеницы первого возраста находят свою жертву и высасывают из неё гемолимфу. Гусеницы Cyclotorna в итоге покидают своих хозяев и становятся хищниками личинок мясных муравьёв (Iridomyrmex purpureus), по-видимому, используя химические вещества (феромоны), индуцируют муравьев для переноски гусениц в свои муравейники (перед окукливанием покидая их гнёзда).

Среди настоящих паразитов, специализирующихся на чешуекрылых, следует отметить, прежде всего, одноклеточных, например, микроспоридии родов Thelohania и Plistophora, и отдельные виды грибов, например, Cordyceps sinensis и другие представители рода Cordyceps.

Существует также большое число организмов, развивающихся за счёт чешуекрылых, но не являющихся истинными паразитами, так как в результате их жизнедеятельности организм-хозяин в любом случае либо гибнет, либо теряет способность к продолжению рода. Принятое в науке название представителей группы, обладающей описанной формой биологических взаимоотношений, – паразитоиды. На различных стадиях жизненного цикла бабочки подвержены нападению определённых типов паразитоидов: яйцевых, яйцеличиночных, личиночных, личиночно-куколочных и куколочных.

Многие представители браконид (Braconidae), одного из семейств наездников, паразитируют на гусеницах. Как и большинство других наездников, бракониды в основном откладывают яйца в свободно передвигающихся гусениц, некоторые – предварительно парализуют жертву, частично либо полностью. Последнее характерно для видов, специализирующихся на скрытоживущих хозяевах, вынужденных отыскивать и доставать при помощи своего длинного яйцеклада гусениц, например, под корой деревьев. Длительный или необратимый паралич наступает, как правило, от вводимого наездником в тело хозяина избыточного количества токсина.

Из браконид наибольшее значение в России имеют Apanteles glomeratus – главный истребитель белянок, Habrobracon juglandis – паразит мучной огнёвки, Apanteles solitarius и Meteorus versicolor – паразиты ивовой волнянки. Бракониды рода Microgaster заражают гусениц капустницы (Pieris brassicae), которые после перехода в стадию куколки поражаются представителями другого семейства – птеромалид (Pteromalidae) – Pteromalus puparum.

Самки наездников-ихневмонид (Ichneumonidae) из отряда перепончатокрылых, принадлежащие исключительно к личиночным и яйцеличиночным паразитам, откладывают свои яйца под кутикулу гусениц или непосредственно на неё. В последнем случае вылупившиеся личинки сами внедряются внутрь хозяина. Обычно молодые личинки питаются гемолимфой, а в конечных стадиях своего развития переходят на питание тканями и внутренними органами гусеницы. Окукливание происходит в теле гусеницы либо вне его.

Наездник Aleiodes indiscretus нападает на гусеницу непарного шелкопряда.

На гусеницах также паразитируют двукрылые, прежде всего тахины, или ежемухи (Tachinidae). Их самки откладывают яйца или личинок, в случае живорождения, непосредственно на гусеницу. Другие виды ежемухи могут откладывать яйца на листву кормового растения гусениц. У гусениц, съевших их вместе с листвой, выход личинок происходит в пищеварительном тракте хозяина, откуда в дальнейшем они внедрятся в полость тела. Окукливание происходит внутри хризалиды, либо, в случае гибели гусеницы – в почве.

В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром "Экосистема" печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц "Грибы, растения и животные России", компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов "Как организовать полевой экологический практикум"), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.

Посоветуйте книгу друзьям! Друзьям – скидка 10%, вам – рубли

1. Преступники в природе

В природе имеются параллели, очень напоминающие нашу социальную несправедливость, и из этого сравнения можно извлечь немало уроков. Оса-наездник паразитирует на живых телах гусениц и личинках других насекомых. С жестоким коварством и изобретательностью, сравнимой только с изобретательностью человека, это испорченное и беспринципное насекомое проделывает отверстие в коже несчастной гусеницы и помещает свои яйца в живое извивающееся тело жертвы.

Джон Браун. Паразитическое богатство, или Денежная реформа: Манифест к народу Соединенных Штатов и рабочим всего мира (1898)

В начале была лихорадка. Кровь в моче. Длинные живые нити, которые приходилось неделями вытягивать из кожи, наматывая на катушку. Кома и смерть после укуса мухи.

Однако не приходилось сомневаться в том, что другие паразиты, несомненно, являются живыми существами. К примеру, в кишечнике человека и животных можно было обнаружить тонких змеевидных червей (аскарид) и ленточных червей – узкие плоские ленты, которые могли достигать двадцати метров в длину. В печени больных овец жили листовидные паразиты, напоминающие камбалу, – трематоды, или сосальщики. Но даже в тех случаях, когда паразит явно был живым существом, большинство ученых сходилось на том, что возникает он непосредственно в организме. Судите сами: случалось, носители ленточных червей обнаруживали, к своему ужасу, куски этих существ в своих выделениях, но никто никогда не видел, чтобы ленточный червь забирался, звено за звеном, в рот жертвы. В каждом из пузырьков, которые отмечал Аристотель на языке свиней, можно было найти клубочек маленьких червячков, но у этих беспомощных существ не было даже половых органов. Ученые в большинстве своем считали, что паразиты спонтанно возникают в телах жертв, точно так же как в разлагающихся трупах сами по себе возникают личинки мух, на старом сене – плесень, а в стволах деревьев – насекомые.

В 1673 г. к видимым паразитам прибавился целый зоопарк невидимых. Лавочник из голландского города Делфт поместил несколько капель застоявшейся дождевой воды под собственноручно изготовленный микроскоп и увидел там крохотные движущиеся шарики, причем у одних были толстые хвосты, а у других – что-то похожее на лапки. Имя этого человека – Антони ван Левенгук, и хотя современники считали его не более чем талантливым любителем, именно он первым из людей собственными глазами увидел бактерии и клетки. Он помещал под микроскоп все, что мог. Соскребая налет с собственных зубов, он открывал в нем палочковидные живые организмы, которые можно было убить глотком горячего кофе. Отравившись копченой говядиной или свининой, он изучил под микроскопом собственные жидкие фекалии и с изумлением увидел в них другие организмы – пузырек с чем-то вроде ножек, при помощи которых он ползал, как мокрица, угревидные существа, плававшие, как рыбы в воде. Становилось понятно, что тело человека является домом для мельчайших, не видимых простым глазом паразитов.

Пусть даже опарыши возникают не спонтанно, но паразиты – совсем другое дело. Невозможно понять, каким образом они могут попасть внутрь организма, – такого способа просто не существует, а значит, они должны возникать на месте. Никто никогда не встречал паразитов отдельно, вне тела человека или животного. Зато их можно обнаружить в самых молодых животных, даже в зародышах. Некоторые виды можно обнаружить в кишечнике, где они спокойно живут, хотя другие организмы там не только гибнут, но и разлагаются пищеварительными соками. Другие целиком забивают сердце или печень, причем невозможно понять, как могли они проникнуть извне в эти органы. У них есть крючки, присоски и другие приспособления для безбедной жизни внутри организма, но во внешнем мире они оказались бы совершенно беспомощными. Другими словами, всякому ясно: паразиты созданы для того, чтобы проводить всю жизнь внутри других животных, иногда даже внутри определенных органов.

С учетом доступных на тот момент данных спонтанное возникновение паразитов внутри носителя было, пожалуй, наилучшим объяснением. Но объяснение это было неслыханной ересью. Библия учит, что жизнь была сотворена Господом в первую неделю существования мира, и каждое существо в нем является отражением Его замысла и Его милосердия. Всякое существо, живущее сегодня, должно быть потомком этих изначальных тварей – звеном непрерывной цепочки поколений родителей и детей. Никто и ничто не могло возникнуть помимо Божественной воли, в результате действия некой необузданной живительной силы. Если наша собственная кровь способна спонтанно порождать жизнь, нуждалась ли она в помощи Бога тогда, в начале времен, в дни Творения?

Паразиты порождали такую неразбериху просто потому, что жизненный цикл этих животных не похож ни на что привычное человеку. Тело человека похоже на тела его родителей в том же возрасте; то же можно сказать о лососе, мускусной крысе или пауке. Но паразиты нарушают это правило. Первым из ученых это понял датский зоолог Йохан Стеенструп. В 1830-х гг. он раскрыл загадку трематод, или сосальщиков, – плоских червей-паразитов, листовидные тела которых можно было обнаружить едва ли не в любом животном, в которое удосуживался заглянуть паразитолог (в печени овец, в мозге рыб, в кишечнике птиц). Трематоды откладывали яйца, но ни одному ученому во времена Стеенструпа не удавалось обнаружить в животном трематоду-детеныша.

Со временем правота Стеенструпа получила докательства. Действительно, многие паразиты на протяжении жизненного цикла меняют нескольких хозяев и нередко сами меняются до неузнаваемости. Озарение Стеенструпа помогло покончить с самым сильным аргументом в пользу самозарождения паразитов. После первого успеха Стеенструп переключил внимание с трематод на червей, которых еще Аристотель видел в твердых пузырьках на языках свиней. Эти паразиты – их тогда называли пузырчатыми глистами – способны жить в любой мышце млекопитающего. Стеенструп предположил, что на самом деле пузырчатые глисты – это начальная стадия развития какого-то другого, пока не обнаруженного червя.

Другие ученые отметили, что пузырчатые глисты немного похожи на ленточных глистов – солитеров. Если отрезать у солитера большую часть длинного лентовидного тела и засунуть его голову и несколько первых сегментов в защитную раковину, получится в точности пузырчатый червь. В таком случае, может быть, пузырчатый и ленточный черви на самом деле одно и то же животное? Может быть, пузырчатый червь – просто результат ошибки, попадания яиц ленточного червя не в того хозяина? Может быть, вылупляясь во враждебной среде, ленточные черви не могут развиваться обычным путем и вместо этого вырастают в недоразвитых уродливых монстров и погибают, не успевая достичь зрелости.

У Кюхенмейстера нашлось более благочестивое объяснение: пузырчатые черви – начальная стадия естественного жизненного цикла ленточных глистов. В конце концов пузырчатых червей обычно находят в животных-жертвах, таких как мыши, свиньи и коровы, а ленточных червей – в хищниках, таких как кошки, собаки и люди. Возможно, когда хищник поедает жертву, пузырчатый червь выходит из своей кисты и вырастает во взрослого ленточного червя. В 1851 г. Кюхенмейстер начал серию экспериментов по спасению пузырчатого червя из этого тупика. Он собрал сорок таких червей в кроличьем мясе и скормил их лисам. Через несколько недель он обнаружил в лисах тридцать пять солитеров. То же самое он проделал с другим видом пузырчатого и ленточного червя – в мышах и кошках. В 1853 г. он скормил пузырчатых червей, обнаруженных в больной овце, собаке, и вскоре в ее фекалиях появились сегменты взрослого солитера. Он скормил их здоровой овце, и через шестнадцать дней она начала спотыкаться на ходу. Овцу забили; Кюхенмейстер обследовал ее череп и обнаружил на верхушке мозга пузырчатых червей.

Опубликовав свои находки, Кюхенмейстер ошеломил ими университетских профессоров, посвятивших свою жизнь изучению паразитов. Как! Любитель в одиночку разрешил загадку, над которой специалисты безуспешно ломали головы не один десяток лет. Ревнивые ученые попытались отстоять свою точку зрения – версию, при которой пузырчатые черви считались тупиковым вариантом развития, – и отыскать в его аргументах всевозможные прорехи. В работе Кюхенмейстера была одна серьезная проблема. Иногда он скармливал пузырчатых червей не тем потенциальным хозяевам, и все паразиты гибли, а значит, эксперимент не приносил результатов. Он знал, к примеру, что одну из разновидностей пузырчатых червей можно встретить в свином мясе; и знал также, что мясники Дрездена и члены их семей часто страдают от солитеров, известных как Taenia solium. Он предположил, что эти два паразита – представители одного и того же вида. Он скормил яйца Taenia свиньям и получил пузырчатых червей, но, скормив их собаке, не смог получить взрослую особь Taenia. Чтобы доказать, что здесь имеет место полный цикл, необходимо было заглянуть внутрь единственного истинного их носителя – человека.

Кюхенмейстер так решительно хотел доказать благоволение Господне и гармонию мира, что поставил ужасный эксперимент. Он получил разрешение скормить пузырчатых червей заключенному, приговоренному к смертной казни, и в 1854 г. наконец получил известие о том, что через несколько дней в местной тюрьме должен быть обезглавлен один из заключенных. За обедом его жена случайно заметила в поданной к столу жареной свинине несколько пузырчатых червей. Кюхенмейстер бросился в таверну, где было куплено мясо, и выпросил фунт сырой свинины, несмотря на то, что свинью резали два дня назад и мясо уже начало портиться. На следующий день Кюхенмейстер выбрал из свинины пузырчатых червей и положил их в лапшу, охлажденную до температуры тела.

Приговоренный не знал, что ест; ему так понравилась лапша, что он попросил добавки. Кюхенмейстер дал ему еще лапши и кровяных колбасок, куда тоже подложил червей. Три дня спустя этот человек был казнен. Кюхенмейстер внимательно изучил его внутренности и обнаружил там молодых особей Taenia длиной всего четверть дюйма, но уже с развитой характерной двойной короной из двадцати двух крючков.

У теории самозарождения остался последний шанс – микробы. Но вскоре французский ученый Луи Пастер покончил и с ним. Для своей классической демонстрации он поместил питательный бульон в сосуд с горлышком особой формы. В обычных условиях бульон через некоторое время портится, наполняясь микробами. Некоторые ученые утверждали, что микробы спонтанно возникают в самом бульоне, но Пастер показал, что они проникают в сосуд с воздухом, и, если бульон предварительно стерилизовать, а длинное горлышко сосуда загнуть вниз, никакой жизни в бульоне не возникнет. В дальнейших исследованиях Пастер доказал, что микробы – не просто симптом болезни, но и ее причина; именно он положил начало тому, что известно нам как микробная теория инфекционных заболеваний. Его труды положили начало великим достижениям западной медицины. Пастер и другие ученые начали выделять отдельные виды бактерий, вызывающих конкретные болезни, такие как сибирская язва, туберкулез и холера, и изготавливать вакцины. Они доказали, что доктора разносят болезни на грязных руках и инструментах, тогда как могли бы предотвращать их при помощи мыла и горячей воды.

С работами Пастера связана интересная трансформация представлений о паразитах. К 1900 г. почти никто уже не называл бактерии паразитами, несмотря на то что они, подобно солитерам, жили внутри другого организма и за его счет. Врачам было не так важно, что бактерии являются организмами, – их больше интересовал тот факт, что бактерии имеют возможность вызывать болезни и что с ними можно бороться при помощи вакцин, лекарств и гигиены. В медицинских школах изучались в первую очередь инфекционные болезни – болезни, вызываемые микробами (а позже и гораздо более мелкими вирусами). Отчасти разделение бактерий и паразитов обусловлено методами, при помощи которых ученые определяют причину болезни. Обычно они следуют ряду правил, предложенных немецким ученым Робертом Кохом, – постулатам Коха. Для начала необходимо убедиться в том, что определенный болезнетворный микроорганизм связан с определенным заболеванием. Его также необходимо изолировать и вырастить в чистой культуре, затем выращенные организмы привить здоровому носителю и снова получить ту же болезнь, а также показать, что организмы во втором носителе идентичны организмам в первом. Бактерии подчиняются этим правилам без особых проблем. Но с другими паразитами дело обстоит гораздо сложнее.

Многие простейшие, такие как амебы, обитающие в лесной подстилке, или фитопланктон, окрашивающий воды Мирового океана в зеленый цвет, совершенно безобидны. Но существуют тысячи видов паразитических простейших, и некоторые из них – самые страшные паразиты на свете. К началу XX в. ученые поняли, что жестокую малярийную лихорадку вызывает не дурной воздух, как думали раньше, а некоторые виды простейших, получившие название Plasmodium. Эти паразиты живут в комарах и попадают в людей при укусе насекомого, когда комар прокалывает кожу, чтобы напиться крови. Мухи цеце переносят трипаносомы, вызывающие сонную болезнь. Но, несмотря на способность вызывать болезни, большинство простейших не прошли бы жесткое испытание согласно постулатам Коха. Эти создания скорее понравились бы Стеенструпу: у них тоже чередуются поколения, не похожие одно на другое.

Плазмодии, к примеру, проникают в человеческое тело через укус комара в виде веретеновидных телец – спорозоитов. Оказавшись в кровеносном сосуде, спорозоит направляется к печени, где внедряется в клетку и начинает размножаться, порождая сорок тысяч отпрысков, называемых мерозоитами, – мелких и округлых. Мерозоиты покидают печень и проникают в красные кровяные клетки, где продолжают размножаться, порождая все новые мерозоиты. Новые поколения вырываются из клеток, разрушая их, и отправляются искать новые красные кровяные тельца. Проходит время, и некоторые мерозоиты превращаются в другие – половые – тельца, известные как макрогаметы. Если комар напьется крови человека и проглотит кровяную клетку с макрогаметами в ней, то внутри насекомого произойдет спаривание. Мужская гамета оплодотворит женскую, породив вместе с ней маленького круглого отпрыска – оокинету. Оокинета делится в организме комара на тысячи спорозоитов, которые перемещаются в слюнные железы насекомого и ждут, когда их впрыснут в кровь новой человеческой жертвы.

Здесь столько поколений и столько различных форм, что плазмодии невозможно вырастить просто так, бросив их в чашку Петри и понадеявшись, что они там размножатся. Придется заставить мужские и женские гаметы поверить, что они находятся в желудке комара, а после того как они размножатся, заставить их отпрысков поверить, что они впрыснуты через хоботок комара в кровь человека. Это стало возможно только в 1970-х гг. – через сто лет после того, как Кох ввел свои правила, ученые придумали, как выращивать культуру Plasmodium в лаборатории.

Кроме чисто биологических различий паразитические эукариоты и паразитические бактерии разделяет и география. В Европе самые опасные болезни, такие как туберкулез и полиомиелит, вызываются бактериями и вирусами. В тропиках простейшие и мелкие паразиты не менее опасны. Исследовавшие их ученые, как правило, были колониальными врачами, и их специализация получила название тропической медицины. Европейцы не любили паразитов за то, что те отнимали у них местную рабочую силу, замедляли строительство каналов и дамб, не давали представителям белой расы счастливо жить на экваторе. Когда Наполеон привел свою армию в Египет, солдаты принялись жаловаться на то, что у них начались менструации, как у женщин. На самом же деле они заразились трематодами, или сосальщиками. Подобно трематодам, которых изучал Стеенструп, эти тоже развивались в улитках, а затем свободно плавали в воде, дожидаясь контакта с человеческой кожей. В конце концов они оказывались в венах в животах солдат и откладывали яйца в мочевом пузыре. Шистосомы, или кровавые сосальщики, угрожали людям повсюду – от западных берегов Африки до рек Японии; благодаря работорговле они попали даже в Новый Свет, где в Бразилии и бассейне Карибского моря они чувствовали себя как дома. Вызываемая ими болезнь, известная как бильгарциоз, или шистосомоз, выпила энергию сотен миллионов людей, которые должны были строить европейские империи.

Медицинской зоологией занимались и настоящие зоологи. Но точно так же, как микробная теория болезней изменила медицинский мир, мир биологии столкнулся тогда с собственной революцией. В 1859 г. Чарлз Дарвин предложил совершенно новое объяснение законов жизни. Жизнь, утверждал он, не существует неизменно с момента сотворения мира, а развивается от одной формы к другой. Управляет этой эволюцией то, что сам ученый назвал естественным отбором. Каждое поколение особей одного вида включает несколько вариантов, и одни варианты выживают лучше, чем другие, – они могут достать больше пищи или, наоборот, не стать пищей для кого-то другого. Потомки этих особей наследуют полезные характеристики. На протяжении многих тысяч поколений этот никем не управляемый отбор дал нам все разнообразие жизни на Земле, которое мы видим сегодня. Для Дарвина жизнь – это не лестница, ведущая в небеса к ангелам, и не пыльная витрина, заполненная раковинами и чучелами животных. Для него жизнь – это дерево, тянущееся к солнцу, а все разнообразие видов на Земле, сегодня и в далеком прошлом, происходит от единого корня и имеет общих предков.

Читайте также: