Кіріспе

Ұй иесімен бірге өмір сүретін және оны өлтіретін организм. Эволюциялық экологияда паразитоид – бұл ұй иесімен тығыз байланыста, ұй иесінің есебінен өмір сүретін, нәтижесінде ұй иесінің өліміне әкелетін организм. Паразитоидизм – паразитизмнің ішіндегі алты негізгі эволюциялық стратегияның бірі, ұй иесі үшін өлімге әкелетін жағдаймен ерекшеленеді, бұл стратегияны тоңдауға жақын етеді. Паразитоидтар арасында стратегиялар ұй иесінің ішінде өмір сүруден (эндопаразитизм), оған ересек организм ретінде шығуға дейін өсуді жалғастыруға мүмкіндік беруден, ұй иесін парализге түсіріп, одан тыс өмір сүруге дейін (эктопаразитизм) ауысады. Ұй иесінің құрамына басқа паразитоидтар да кіруі мүмкін, нәтижесінде гиперпаразитизм пайда болады; емен ағашының ісірткелерінде бес деңгейге дейін паразитизм кездесуі мүмкін. Кейбір паразитоидтар ұй иесінің мінез-құлқына олардың көбеюіне қолайлы жағдай жасау үшін әсер етеді. Паразитоидтар жәндіктердің эндоптериготалар суперқатарының әртүрлі таксондарда кездеседі, олардың толық метаморфозы оларды паразитоид дернәсілдері мен еркін өмір сүретін ересек организмдерге бөлінген өмір салтына бейімдеген болуы мүмкін. Көбінесе олар Hymenoptera тобына жатады, онда ихнеумон және көптеген басқа паразиттік кенелер паразиттік өмір салтына жоғары маманданған. Паразитоидтар Diptera, Coleoptera және эндоптериготалық жәндіктердің басқа да топтарында кездеседі. Олардың кейбіреулері, көбінесе бірақ тек кенелер ғана емес, биологиялық зиянкестермен күресуде қолданылады. 17 ғасыр зоологы Мария Сибилла Мериан өз суреттерінде паразитоидтар мен олардың ұй иелерін мұқият бақылаған. Паразитоидизм биологиясы Чарльз Дарвиннің сенімдеріне әсер етті және ғылыми фантастика авторлары мен сценарийшілерді адам ұй иелерін өлтіретін көптеген паразитоидты шетелдіктерді жасауға шабыттандырды, мысалы Ридли Скоттың 1979 жылғы "Шетелдік" фильміндегі шетелдік түрлер.

Этимология

"Паразитоид" термині 1913 жылы швед-фин жазушысы Одо Ройтер ұсынған, ал оның рецензенты, энтомолог Уильям Мортон Уилер ағылшын тілінде қабылдаған. Ройтер осы терминді паразит бір жеке қожайынның денесінде немесе үстінде дамып, соңында оны өлтіретін, ал ересегі еркін тіршілік ететін стратегияны сипаттау үшін қолданды. Одан бері бұл ұғым кеңейтіліп, көп қолданысқа енді.

Негізгі түсініктер

Паразитоидтар индо- немесе эктопаразитоидтар ретінде жіктелуі мүмкін, олардың даму стратегиясы идиобионт немесе койнобионт болып табылады. Эндопаразитоидтар қожайынның денесінде тіршілік етеді, ал эктопаразитоидтар қожайынды сырттан жейді. Идиобионт паразитоидтар қожайынды бастапқыда қозғалмайтын күйге келтіргеннен кейін оның одан әрі дамуына кедергі келтіреді, ал койнобионт паразитоидтар қожайынның дамуын жалғастыруға мүмкіндік береді, сонымен бірге оны жейді. Көптеген эктопаразитоидтар идиобионт болып табылады, себебі қожайынға қозғалуға және қабыршақтануға рұқсат берілсе, ол сыртқы паразитоидқа зиян келтіруі немесе оны ығыстыруы мүмкін. Көптеген эндопаразитоидтар койнобионттар болып табылады, бұл оларға үнемі өсіп, жыртқыштардан қашуға мүмкіндік беретін қожайынның артықшылығын сыйлайды. Бастапқы паразитоидтар ең қарапайым паразиттік қатынасқа ие, онда екі организм қатысады: қожайын және паразитоид. Гиперпаразитоидтар – паразитоидтардың паразитоидтары; екіншілік паразитоидтардың қожайыны – бастапқы паразитоид, сондықтан үш организм қатысады. Гиперпаразитоидтар факультативті (жағдайға қарай бастапқы паразитоид немесе гиперпаразитоид бола алады) немесе міндетті (әрқашан гиперпаразитоид ретінде дамиды) болады. Факультативті паразитоидтар арасында екінші деңгейден жоғары паразитоид деңгейлері де кездеседі. Емен ағашының бүршіктерінде паразиттік қатынастың бес деңгейіне дейін болуы мүмкін. Егер екі немесе одан көп түрдің паразитоидтары бір мезгілде бір қожайынға шабуыл жасаса, бірақ бір-бірін паразиттемесе, онда бұл көп немесе бірнеше паразитизм деп аталады. Көп жағдайда бірнеше паразитизмнің салдарынан бір немесе бірнеше паразитоидтар өледі. Егер бір қожайында бір түрдің бірнеше паразитоидтары бірге тіршілік етсе, онда бұл суперпаразитизм деп аталады. Топтық түрлер бірнеше жұмыртқа немесе полиэмбриондық жұмыртқалар салады, нәтижесінде бір қожайында бірнеше дернәсіл пайда болады. Топтық суперпаразитизмнің соңғы нәтижесі түрге байланысты бір тірі қалған паразитоид немесе бірнеше тірі қалған паразитоид болуы мүмкін. Егер суперпаразитизм әдетте жалғыз тіршілік ететін түрлерде болса, дернәсілдер бір ғана тірі қалғанша бір-бірімен күреседі.

Үй иесінің мінез-құлқына әсер ету

Басқа стратегия бойынша, кейбір паразитоидтар қожайынның мінез-құлқына олардың өсіп-көбеюіне қолайлы жағдай тудыратын әсер етеді, көбінесе қожайынның өміріне құрбандық ете отырып. Керемет мысал – қан сорғыш бауыр құрты, ол қожайын құмырсқаларды шөп сабақтарына жабысып өлуге мәжбүр етеді, онда жайылымдық жануарлар немесе құстар оларды жеп, паразитоидті құрттың өмірлік циклын толықтыруы мүмкін. Сол сияқты, құмырсқалардың стрепсиптерлік паразитоидтары жетілгенде, олар қожайындарды шөп сабақтарына жоғары көтерілуге итермелейді, бұл қауіпті жағдай болғанымен, стрепсиптерлердің пайда болуына көмектеседі. Сүтқоректілердің патогендерінің арасында, құтыру вирусы қожайынның орталық нерв жүйесіне әсер етеді, соңында оны өлтіреді, бірақ бәлкім, қожайынның мінез-құлқын өзгерту арқылы вирустың таралуына да көмектеседі. Паразиттік масалардың арасында, Glyptapanteles қожайын құрттың мінез-құлқын өзгертіп, құрттың денесінен шыққаннан кейін масаның қуыршақтарын қорғайды. Phorid шыбығы Apocephalus borealis өз қожайындарының, оның ішінде бал араларының ішкі кеңістігіне жұмыртқа салады, бұл олардың ұядан кетуіне, түнде ұшып кетуіне және көп ұзамай өліп кетуіне себеп болады, соның салдарынан шыбықтардың келесі буыны ұядан тысқары шыға алады.

Таксономиялық ауқымы

Сипатталған жәндіктердің шамамен 10% паразитоидтар болып табылады, олар Hymenoptera, Diptera, Coleoptera, Neuroptera, Lepidoptera, Strepsiptera және Trichoptera қатарларына жатады. Олардың көпшілігі – Hymenoptera тобындағы көбелектер, ал қалғандарының басым бөлігі – Diptera шыбықтары. Паразитоизм көп рет тәуелсіз дамыды: Hymenoptera, Strepsiptera, Neuroptera және Trichoptera-да әрқайсысы бір рет, Lepidoptera-да екі рет, Coleoptera-да 10 немесе одан да көп рет, ал Diptera-да 21 реттен кем емес. Бұл барлығы толық метаморфозға ұшырайтын (Endopterygota, бір клад құрайтын) жәндіктер, және паразитоидтық әрқашан дерлік личинкалар кезінде байқалады. Бұл қарым-қатынастар филогенетикалық ағашта көрсетілген; паразитоидтар бар топтар қалың әріппен белгіленген, мысалы, Coleoptera, ал паразитоизмнің топта қанша рет дамығаны жақшада көрсетілген, мысалы (10 клад). Паразитоид түрлерінің шамамен саны (бағалар кең ауқымда өзгеруі мүмкін) бұл қатардағы түрлердің көп бөлігін құрайды, құмырсқалар, аралар және Vespidae көбелектері сияқты паразитоидтық қасиетін екінші рет жоғалтқан түрлерді есептемегенде. Паразитоид көбелектеріне шамамен 25 000 Ichneumonoidea, 22 000 Chalcidoidea, 5 500 Vespoidea, 4 000 Platygastroidea, 3 000 Chrysidoidea, 2 300 Cynipoidea және көптеген кішігірім тұқымдастар жатады. Оларды жұмыртқаларын қай жерге салатынына қарай эндопаразиттік немесе эктопаразиттік деп жіктеуге болады. Эндопаразиттік көбелектер жұмыртқаларын иесінің ішіне, әдетте коинобионттар ретінде енгізеді, бұл иесінің өсуіне (соның салдарынан көбелек личинкаларына көбірек тамақ беруіне), қабыршақтануына және хищниктерден қашуына мүмкіндік береді. Эктопаразиттік көбелектер жұмыртқаларын иесінің денесінен тысқары, әдетте идиобионттар ретінде салады, иесін дереу парализге түсіріп, қашуына немесе паразитті лақтырып тастауына жол бермейді. Олар көбінесе иесін ұяға алып барады, онда ол көбелек личинкасы жем жейтінге дейін толық тыныштықта қалады. Құмырсқалар сияқты иелер көбінесе көбелектердің бар екенін сезгендей әрекет етеді, жұмыртқа салуды болдырмау үшін күшті қозғалыстар жасайды. Көбелектер иесінің қозғалмай қалуын күтіп, содан кейін кенеттен шабуылдайды. Паразитоид көбелектері жұмыртқа салуға кедергі келтіретін түрлі кедергілерге тап болады. Осыған қарсы тұру үшін кейбір көбелектер иесінің иммундық жүйесін шетелдік денелерді капсулалау қабілетін арттыру арқылы жұмыртқаларымен толып кетеді; ал басқалары иесінің иммундық жүйесіне кедергі келтіретін вирусты енгізеді. Кейбір паразитоид көбелектері өсімдіктердің жәндіктерден қорғану үшін шығаратын химиялық заттарын анықтап, иесін табады.

Басқа бұйрықтар

Шынайы шырындар (Diptera) паразиттердің бірнеше туысын қамтиды, олардың ішіндегі ең ірісі – Тахинидтер (шамамен 9200 түрі). Кейбір ет шырындары паразиттер болып табылады: мысалы, Emblemasoma auditrix цикадаларда паразиттік тіршілік етеді, қонақ иесін дыбыс арқылы анықтайды. Стрепсиптералар (бұрылып өскен қанатты паразиттер) толығымен паразиттерден тұрады; олар көбінесе қонақ иесін бедеу етеді. Екі қоңыз туысы, Ripiphoridae (450 түрі) және Rhipiceridae, көбінесе паразиттер, сондай-ақ Aleochara Staphylinidae; барлығы 400-ге жуық стафилиноидтар паразиттер болып табылады. Үлкен және көбінесе бос тіршілік ететін Carabidae туысының шамамен 1600 түрі паразиттер. Кейбір Mantispidae, Symphrasinae кіші туысының дернәсілдері аралар мен құйрықтылар сияқты басқа бунақ аяқтылардың паразиттері болып табылады. Көбелектердің (бабочкалар мен мольдардың) барлығы дерлік шөппен қоректенсе де, олардың бірнеше түрі паразиттер болып табылады. Epipyropidae туысының дернәсілдері Homoptera, мысалы, жапырақ бітесі мен цикадалар, кейде басқа көбелектермен қоректенеді. Cyclotornidae туысының дернәсілдері алдымен Homoptera, кейіннен құмырсқа дернәсілдерін паразиттік етеді. Пиралид моль Chalcoela Галапагос аралдарындағы Polistes құйрықтыларының биологиялық бақылауында қолданылған. Паразиттік тіршілік Trichoptera (кадистік шырындарда) сирек кездеседі, бірақ Hydroptilidae (кадистік шырындарда) кездеседі, мүмкін Orthotrichia aberrans тобындағы барлық 10 түрін қамтиды; олар басқа трихоптерлердің қуыршақтарын паразиттік етеді.

Энтомопатогенді саңырауқұлақтар

Кордицепс және Офиокордицепс туыстарындағы барлық белгілі саңырауқұлақтар эндопаразиттік болып табылады. Ең танымал саңырауқұлақтың паразиттерінің бірі – O. unilateralis, ол ағаш ұстасы құмырсқаларын споралары арқылы құмырсқаның экзоскелетін бұзып, құмырсқаның гемокоэлінде еркін тіршілік ететін ашытқы жасушалары ретінде өседі. Соңында ашытқы жасушалары құмырсқаның мінез-құлқын өзгертетін жүйке уларын бөліп шығарады, оның нәтижесінде құмырсқа өсімдіктерге көтеріліп, жапыраққа тістеп "өлім тістеуі" деп аталатын әрекетті жасайды. Бұл тәсіл соншалықты жетілдірілген, ол құмырсқаның саңырауқұлақтың жеміс беруі үшін ең қолайлы жапырақ бөлігін, яғни жапырақтың ортаңғы тамырын шауып тастауына себеп болады. Шындығында, белгілі жағдайларда "өлім тістеуі" уақыты күннің түскі уақытына синхронды келетіндігі анықталды. "Өлім тістеуі" кезінде құмырсқаның биомассасының 40%-ы саңырауқұлақтың гифаларынан тұрады. Құмырсқа өлгеннен кейін саңырауқұлақ оның басының артқы жағынан үлкен сабақ шығарады, ол кейіннен аскоспораларды бөліп шығарады. Бұл споралар желмен таралуға тым ірі, сондықтан олар тікелей жерге түсіп, құмырсқалар үстінен өткенде екіншілік спораларды жасайды. O. sinesis де паразитоид болып табылады, ол көбелек личинкаларын паразиттейді, оларды 15-25 күн ішінде өлтіреді, бұл O. unilateralis-тің ұқсас процесі.

Өртке қарсы биологиялық бақылауда

Паразитоидтар – биологиялық күресу агенттерінің ең көп қолданылатын түрлерінің бірі. Зиянкестердің табиғи жауларын (паразитоидтар немесе жоратындар) пайдаланатын классикалық биологиялық зиянкестерге қарсы күрес өте тиімді, классикалық бақылаудың шығын-пайда арақатынасы 1:250 құрайды, бірақ бұл әдіс пестицидтерге қарағанда нәтижелері тұрақсыз; зиянкестерді жоюдың орнына оларды азайтады. Табиғи жауларды іздеудің шығын-пайда арақатынасы химиялық заттарға қарағанда әлдеқайда жоғары: тиісінше 1:30 және 1:5, себебі қолайлы табиғи жауларды экологиялық біліммен нақты бағыттауға болады. Табиғи жауларды химиялық заттарға қарағанда өндіру және тарату қиын, өйткені олардың сақталу мерзімі көбінесе бірнеше аптаға жетеді; сонымен қатар, оларды патенттеу мүмкін еместігінен коммерциялық кедергілерге тап болады. Фермерлер мен бағбандар үшін ең маңызды топтарға мыналар жатады: көбелектер мен мольдың гусеницаларын аулайтын ихнеумонидтер; гусеницаларға және жасыл шыбықтарды қоса алғанда, көптеген басқа жәндіктерге шабуылдайтын браконидтер; жасыл шыбықтар, ақ шыбықтар, капуста гусеницалары және қалқанды жәндіктердің жұмыртқалары мен дернәсілдеріне паразиттік ететін хальцидоидтер; және гусеницалар, ересек және дернәсіл қоңыздар мен нағыз жәндіктерді қоса алғанда, көптеген жәндіктерге паразиттік ететін тахинидтер. Коммерциялық тұрғыдан қарағанда, екі түрлі өсіру жүйесі бар: қысқа мерзімді маусымдық тәуліктік өнім, күніне жоғары мөлшерде паразитоидтар өндірілінеді, және ұзақ мерзімді жыл бойы төмен тәуліктік өнім, аптасына 4–1000 миллион аналық паразитоидтар өндірілінеді, бұл әртүрлі егістер үшін қажетті биологиялық күресу агенттеріне деген сұранысты қанағаттандыруға мүмкіндік береді.

Мария Сибилла Мерьян

Мария Сибилла Мерьян (1647–1717) – паразитоидтерді және олардың иесі болатын жәндіктерді мұқият бақылап, суреттерінде бейнелеген алғашқы табиғат зерттеушілерінің бірі.

Чарльз Дарвин

Паразиттер Чарльз Дарвиннің діни ойлауына әсер етті. Ол 1860 жылы американдық табиғат зерттеушісі Аса Грейге жазған хатында: "Мен өзімді қайырымды және құдіретті Құдайдың, паразиттік шершеңдерді қасақана, гусеницалардың тірі денелерімен қоректену үшін жаратқанына көндіре алмаймын", - деп жазды. Палеонтолог Дональд Протеро атап көрсетеді, Виктория дәуіріндегі дінге сенетін адамдар, Дарвин де оның ішінде, табиғаттағы осы айқын қатыгездікке, әсіресе икнеумониттерге (ichneumonid wasps) қатты қорқыныш білдірген.

Ғылыми фантастикада

Паразиттер фантаст жазушылар мен сценаристерді адам иесін өлтіретін қорқынышты паразиттік шетелдік түрлерді жасауға шабыттандырды. Ең танымал мысал – Ридли Скотттің 1979 жылғы «Шет елдік» фильміндегі Ксеноморф, ол адам иесінің аузына күшпен кіріп, иесінің кеудесінен қазалық түрде жарылып шығу арқылы өмірлік циклын жылдам өтеді. Молекулалық биолог Алекс Серсел «Сигнал мен шу» журналында жариялаған мақаласында «[Шет елдік] Ксеноморфтардың биологиясын Жердегі паразиттік масалар мен нематоморф құрттарымен салыстырады, бұл осы шетелдіктердің биологиясы шындыққа қаншалықты жақын екенін көрсету және ғылымның суретшілерге шабыттандырған осы ерекше мысалын талқылау үшін» дейді. Серсел атап көрсетеді, Ксеноморфтың адам бетін ұстап, ұрығын имплантациялау әдісі, тірі иесіне жұмыртқа салуға тырысатын паразиттік масаның әрекетіне ұқсас. Ол сондай-ақ Ксеноморфтың өмірлік циклын Paragordius tricuspidatus нематоморфымен салыстырады, ол иесінің дене қуысын толтырып, содан кейін жарылып, оны өлтіреді. Әлеуметтік антрополог Марика Мойсефф «Қоңыздардың көбеюінің паразиттік және топтасқан сипаттары осы жануарларды Голливудтың ғылыми фантастикасындағы басты жауларға айналдырады. Мәдениет пен табиғаттың арасындағы күрес адамзат пен паразиттік тіршілік ететін, көбею үшін адамдарға шабуыл жасайтын жәндік тәрізді шетелдік түрлер арасындағы аяқталмайтын соғыс ретінде бейнеленеді».