Všadeprítomné parazity

Slovo parazit má silný negatívny náboj, najmä v spoločenskom styku. Ale ani v biologickom zmysle nevyvoláva eufóriu, samozrejme ak náhodou nie ste zanieteným parazitológom. A predsa si dnes môžeme byť istí, že bez parazitov by život na Zemi mal úplne odlišnú podobu a vlastne by sme im mali byť vďační. Okrem iného za našu mnohobunkovosť alebo pohlavný spôsob rozmnožovania.

Čo je to parazit?

Parazit je organizmus, ktorý v niektorej fáze svojho životného cyklu využíva iné organizmy (hostiteľov) ako zdroje potravy ale aj ako stále alebo dočasné životné prostredie, a tým im priamo alebo nepriamo škodí (Flegr 2009). Čo sa za touto definíciou skrýva v praxi? Predstavte si parazitické osičky a muchy, ktoré požierajú hmyz zvnútra a udržujú ho nažive až do posledného momentu svojej hostiny. Existujú rastliny, ktoré parazitujú na iných rastlinách a okrádajú ich o vodu, ktorú získavajú zo zeme a o živiny, ktoré získavajú zo vzduchu a slnka. Poznáme huby, ktoré môžu napádať živočíchy, rastliny alebo iné huby. Na niekoľkometrové pásomnice žijúce v črevách cicavcov si možno spomeniete z hodín prírodopisu. Parazitov sú státisíce, pravdepodobne však milióny druhov. Prakticky každý živý tvor totiž hostí na sebe alebo v sebe najmenej jedného parazita. Veľa z nich vrátane človeka ich hostí niekoľko, pričom perie niektorých vtákov hostí desiatky druhov roztočov. Parazity samotné majú vlastné parazity a niektoré z nich zase iné parazity. Netušíme, aký je presný počet parazitických druhov na našej planéte, ale podľa Zimmera (2005) si môžeme byť istí, že svojím počtom výrazne prevyšujú ostatné organizmy. Parazity tak podľa neho tvoria najpočetnejšiu skupinu organizmov na Zemi. Vyše 40 percent z celkového množstva doteraz opísaných druhov (asi 1,4 milióna) je parazitických, pričom parazity zahŕňa približne 75% všetkých vzťahov v potravových reťazcoch (Dobson et al. 2008). Doteraz sme neopísali všetky žijúce druhy a vzhľadom na to, že človek likviduje biodiverzitu závratným tempom, asi ani nikdy neopíšeme.

Mravce napadnuté parazitickou hubou rodu Ophiocordyceps. Výtrusy tejto huby preniknú do tela mravca, napadnú nervovú sústavu a neboráka prinútia, aby vyliezol na vyvýšené miesto. Tam sa umierajúci mravec prichytí a "počká", kým z neho huba nevyraší svoje výtrusnice. Tie pokropia ďalšie mravce v podraste smrtonosnými výtrusmi... Foto: Alex Wild.

Telo ako životný priestor

Organizmy zvykneme podľa ich životného prostredia rozdeľovať na tie, ktoré žijú na zemi (resp. pod zemou), vo vode alebo vo vzduchu. Aby sme však vystihli podstatu života mnohých parazitov, musíme k trom spomenutým živlom pridať ešte jeden: telá iných organizmov. Úspešný parazit sa pozná podľa toho, že sa v tele svojho hostiteľa cíti ako doma. Vlastne, on je doma... Príkladom môžu byť pásomnice (Cestodes). Ide o skupinu parazitických červov, ktoré sa špecializujú na stavovce. Parazitujú takmer vo všetkých druhoch obojživelníkov, vtákov, cicavcov aj plazov. Niektoré môžu dĺžkou presiahnuť 10 metrov, pričom najdlhšia pásomnica žijúca v tele človeka (išlo o druh Diphyllobothrium latum) bola dlhá 25 m (von Bonsdorff 1977). Pásomnice však určite parazitovali aj na dinosauroch. Predstave pásomnice, ktorá vo veľkom sauropodovi dosiahne dĺžku hoci aj sto metrov a viac, sa nedá odolať...

Životný cyklus pásomnice.

Hlístovce (Nematoda) sú takpovediac ikonickými parazitmi. Zdá sa, že sa dostali aj do lekárskej symboliky. Ale nepredbiehajme. Mimoriadne nepríjemným parazitom je vlasovec medinský (Dracunculus medinensis), ktorý v tele človeka môže dosiahnuť dĺžku vyše metra. Vyskytuje sa v teplých a suchých krajinách hlavne Ázie, bol však zavlečený aj do Afriky a Južnej Ameriky. Po párení samička z brušnej dutiny putuje do nohy alebo ruky hostiteľa (niekedy do oblasti tváre), na ktorej vyvolá pľuzgier. Pri kontakte s vodou ho prerazí, vystrčí sa von a do vody vypúšťa larvy. Tie si hľadajú medzihostiteľa, kôrovca zo skupiny veslonožiek. Pri vypití vody s infikovanými veslonôžkami sa larvy dostávajú do tráviaceho traktu, odkiaľ sa cez žalúdočnú stenu dostanú do brušnej dutiny a cyklus sa opakuje.

Životný cyklus vlasovca medinského. Vpravo: spôsob natčania červa trčiaceho z pľuzgiera na nohe a možná spojitosť s caduceom.

Dospelé červy z prerazeného pľuzgiera úplne von nikdy nevyliezajú a v hostiteľovi žijú až do smrti. Zbaviť sa vlasovca medinského nie je také jednoduché. Z kože sa jedným ťahom vytiahnuť nedá, pretože hrozí, že sa pretrhne. Zvyšok červa v tele odumrie a spôsobí smrteľnú infekciu. Podľa tradičného postupu sa červ pomaly natáča na paličku, čo trvá veľa dní. Tento vynález sa pravdepodobne zachoval v symbole medicíny známom ako caduceus: dva hady obtáčajúce sa okolo palice. Hanzák et al. (1973) o tom sugestívne píšu: „Šťastně na dřívko navinutý červ byl důkazem zručnosti starověkého lékaře a obraz navinutého červa se stal jakýmsi cechovním znamením lékařského a ranhojičského povolání. Stylizovaný lékařský symbol přešel pak do starého Řecka a Říma, ale Řekové a Římané mu dobře nerozuměli, protože tito cizopasníci v Evropě nežijí. Nahradili proto během času málo srozumitelný obraz cizopasníka elegantním jihoevropským hadem, užovkou Aeskulapovou. Tento nový symbol přečkal věky a hůl obtočená hadem je dodnes odznakem lékařského povolání.“

Príklad parazitoida: Parazitická osa rodu Cotesia kladie vajíčka na húsenicu mory druhu Manduca sexta (vľavo). Po vyliahnutí sa larvy osy prehryzú dovnútra húsenice, odkiaľ ju prakticky zaživa skonzumujú. Keď po niekoľkých zvliekaniach vylezú na povrch, aby sa zakuklili, húsenica je ešte stále nažive (vpravo). Foto: Alex Wild.

Nie je parazit ako parazit

Parazitológia obvykle rozlišuje parazity a parazitoidy, aj keď nie vždy sa dá toto delenie ľahko použiť. Parazitoidy sú definované ako organizmy, ktoré trávia významnú časť svojho života v tele alebo na tele iného organizmu, ktorého napokon sterilizujú, zabijú alebo skonzumujú. Pravé parazity, ktoré žijú v tele iného tvora trvalo, svojho hostiteľa nikdy nezabíjajú, keďže od prežitia hostiteľa závisí aj ich vlastný život. Parazitoidy tak vlastne majú akési prechodné postavenie medzi pravými parazitmi a predátormi. V ríši hmyzu sú vývinové štádia parazitoidov ekto- alebo endoparazitmi iného hmyzu a ďalších článkonožcov. Odhaduje sa, že až štvrtina všetkých druhov hmyzu patrí medzi parazitoidy (Holecová 2012).

Príkladom parazitoidov sú parazitické muchy, ktoré striehnu na nepozorné mravce. Tým za letu nakladú na telo vajíčko, napríklad do štrbiny za hlavou. Z vajíčka sa liahne larva, ktorá sa prehryzie do hlavy. Tam sa živí svalmi, ktoré hýbu hryzadlami mravca. Nakoniec larva rozleptá spoj medzi hlavou a telom, takže mravcovi hlava doslova odpadne. V nej sa larva zakuklí, pričom si ani nepotrebuje vytvoriť ochranný obal – mravčia hlava poskytuje vynikajúcu ochranu.

Parazitická mucha rodu Pseudacteon sa pokúša naklásť vajíčko na mravca, ktorý poslúži ako potrava jej potomstvu. Tej vľavo sa to už podarilo, tá napravo sa snaží oddeliť jednu robotnicu od ostatných mravcov, aby sa jej vajíčko ľahšie kládlo. Foto: Alex Wild.

Blahoslavený parazit?

Na parazitizmus sa dá pozerať rôznou optikou. V širšom kontexte ide o výsek istých interakcií medzi jednotlivými organizmami. Vzájomne prospešné spolužitie a parazitizmus najhrubšieho zrna (povedzme vzťah pásomnica-ošípaná) sú iba koncové členy toho istého spektra vzťahov. V mnohých prípadoch je dokonca ťažké rozhodnúť, kde sa končí parazitizmus a začína symbióza, t.j. vzájomne prospešné spolužitie. Napríklad bunkové organely eukaryotických buniek (teda aj našich) sú podľa endosymbiotickej teórie „skrotené“ prokaryotické bunky (bližšie o tom píše napr. Margulisová 2005). Otázkou ostáva, ako sa do bunky dostali. Nehral v tomto mimoriadne dôležitom procese pre ďalšiu evolúciu života práve parazitizmus? Dawkins (1998) považuje za najdôležitejšiu otázku každého parazita to, či sa jeho gény prenášajú do ďalšej generácie rovnakým spôsobom ako gény jeho hostiteľa. Ak nie, môžeme očakávať, že parazit bude nejakým spôsobom hostiteľa poškodzovať. Ak áno, potom gény parazita „urobia“ všetko pre to, aby svojmu hostiteľovi nielenže pomohli prežiť, ale aj rozmnožovať sa. Postupom (evolučného) času prestane byť parazitom, začne s hostiteľom spolupracovať a nakoniec sa môže do jeho tkaniva začleniť natoľko, že ho už nie je možné rozlíšiť. Takto nejako mohla vzniknúť aj eukaryotická bunka.

Endosymbiotická teória v skratke.

Skúsme sa na parazitizmus pozrieť ešte inak. V litri povrchovej morskej vody žije v priemere vyše 10 miliárd vírusov. Ich obľúbeným cieľom sú baktérie a fytoplanktón, t.j. najnižšie články potravného reťazca v oceáne. Vírusy napadnú a usmrtia až polovicu baktérií v mori. Zimmer (2005) tento vzťah neváha označiť za parazitický. Vírusy do napadnutej bunky vpravia svoju genetickú informáciu, ktorá pozmení „výrobný program“ bunky. Tá na svoj úkor začne produkovať „zárodky“ ďalších vírusov. Keď baktéria uhynie, praskne a rozletí sa. Jej zvyšky pohltia ďalšie baktérie a často kvôli novým vírusom puknú. Obrovské množstvo oceánskej biomasy uviazlo v tejto kľučke baktéria-vírus-baktéria a nepostúpi ďalej do morského potravného reťazca. Keby z mora vymizli vírusy, biomasa na tej najnižšej úrovni by sa zmnohonásobila a vytvorila by základ pre výrazne početnejší ekosystém. More by sa možno za krátky čas preplnilo rybami a veľrybami. Podobná analógia sa dá aplikovať aj na suchozemské ekosystémy. Dôsledok je jasný: parazity majú obrovskú ekologickú moc. Z tejto perspektívy hrá parazitologický výskum zásadnú úlohu v chápaní samej podstaty života na našej planéte.

Príklad ektoparazita: pijak rodu Dermacentor. Foto vľavo: Alex Wild; foto vpravo: Matúš Hyžný.

Za všetkým hľadaj parazita

Parazity svojich hostiteľov často vykastrujú alebo ináč znemožnia ich rozmnožovanie. Energiu, ktorú by hostiteľ využil pri rozmnožovaní, potrebujú parazity. Z evolučného pohľadu sú takéto organizmy zombiami – nemôžu sa rozmnožovať. Príkladom je kôrovec rodu Sacculina, ktorý napáda kraby. Usadí sa pod ich bruškom a v podstate sa premení na beztvarú masu tkaniva. Aspoň tak sa parazit javí navonok. Telo parazita však pokračuje do vnútra hostiteľa, pričom ho celé prerastie výbežkami tkaniva (odtiaľ pochádza aj názov metastázujúcej choroby rakoviny; angl. cancer = krab). Dawkins (1998) toto správanie výstižne komentuje: „Jistě není žádná náhoda, že parazit napadá nejprve varlata nebo vaječníky a orgány důležité pro přežití kraba si na rozdíl od orgánů rozmnožovacích nechává na později. Kastrovaný krab jako jatečný vepřík investuje nevyužité zdroje do vlastního růstu, a tak má parazit bohaté zásoby na úkor jeho reprodukce.“

Ak by bol krab napadnutý parazitom rodu Sacculina priesvitný, videli by sme tkanivové vlákna parazita prerastajúce krabom skrz-naskrz. Zdurenina pod zadočkom kraba je vlastné telo parazita. Autor obrázka: Ernst Haeckel.

Toto bol iba jeden príklad z mnohých, ako parazity zabraňujú v prenose génov a tak predstavujú silný faktor prírodného výberu. Okrem toho však treba povedať, že množstvo evolučných noviniek súvisí s imunitným systémom, ktorý bráni organizmy pred votrelcami. Dokonca aj vznik pohlavného rozmnožovania sa dnes pripisuje na vrub parazitov. Zdá sa, že parazity určili sociálne usporiadanie živočíchov od mravcov po opice. Zimmer (2005) vo svojej knihe Vládca parazit čitateľa presviedča, že parazity evolúciu „riadili“ už od samotného úsvitu života. O tom ale niekedy nabudúce.

Kde sa dozvedieť viac?

O parazitoch existuje ohromné množstvo odbornej literatúry, avšak pomerne málo populárnych a pritom spoľahlivých zdrojov. Pravidelné správy zo sveta parazitov je možné sledovať na blogu Parasite of the Day. V slovensko-českom prostredí je ich ako šafranu. Najdostupnejší a asi najobsiahlejší text je Zimmerova kniha. Ďalej odporúčam skriptá o hmyzích parazitoidoch od Holecovej. A komu nevadí odbornejší text, nech siahne po Flegrovej buchli Evoluční biologie a nalistuje stranu 342, kde začína kapitola o evolúcii parazitov.

L i t e r a t ú r a

von Bonsdorff, B. 1977: Diphyllobothriasis in man. Academic Press, New York.

Dawkins, R. 1998: Sobecký gen. Mladá fronta, Praha. (orig. The Selfish Gene, vyd. v r. 1989)

Dobson, A., Lafferty, K.D., Kuris, A.M., Hechinger, R.F. & Jetz, W. 2008: Homage to Linnaeus: How many parasites? How many hosts? PNAS 105, suppl, 11482-11489.

Flegr, J. 2009: Evoluční biologie. Academia, Praha.

Hanzák, J., Halík, L. & Mikulová, M. 1973: Světem zvířat V.: Bezobratlí (1. část). Albatros, Praha.

Holecová, M. 2012: Parazitoidya ich životné stratégie. AQBIOS, spol. s r.o., Bratislava.

Margulisová, L. 2005: Symbiotická planéta. Nový pohľad na evolúciu. Kalligram, Bratislava. (orig. Symbiotic Planet. A New Look at Evolution, vyd. v r. 1998)

Zimmer, C. 2005: Vládce parazit. Pohled do světa nejnebezpečnějších tvorů planety. Paseka, Praha. (orig. Parasite rex, vyd. v r. 2000) (recenzie tu a tu)

Larvy mermithidných hlístovcov napádajú mravce (a iné článkonožce). V tele hostiteľa dospejú, pričom narastú do tej miery, že sa viac do hostiteľa nezmestia. Na obrázku je mravec rodu Odontomachus. Foto: Alex Wild.

Carl Zimmer (*1966)

Známemu esejistovi Carlovi Zimmerovi  sa dostala pocta pokračovať po Stephenovi Jay Gouldovi (*1941–†2002) v pravidelných stĺpčekoch pre časopis Natural History. Toto prebratie štafety je zaslúžené. Zimmerov štýl je dynamický a nenudí ani na chvíľu. Potvrdzuje to aj jeho kniha Parasite rex (česky Vládce parazit). Po jej prečítaní sa na parazity už nikdy nebudete pozerať tak ako predtým. Mimochodom, existuje jedna pásomnica, ktorú pomenovali po Zimmerovi.

Pre National Geographic píše blog The Loom.