Уязвимый паразит⁠⁠

На фото — гаттерия (Sphenodon punctatus), к чешуйчатой коже которой присосалось несколько клещей Amblyomma sphenodonti (напишите в комментариях, сколько насчитали). Оба вида — эндемики Новой Зеландии. Причем клещ заслуживает не меньше внимания и охраны, чем его хозяин.

Гаттерия заслужила славу «живого ископаемого», поскольку она — единственный ныне живущий представитель отряда клювоголовые, отличавшегося большим разнообразием в эпоху динозавров около 200 млн лет назад. Гаттерия была повсеместно распространена на основной части Новой Зеландии до появления человека, но интродукция млекопитающих, в особенности крыс, привела к сокращению численности популяции.

Эта реликтовая рептилия служит домом для трех видов паразитов: клещей Amblyomma sphenodonti и Neotrombicula sphenodonti, а также одноклеточного кровяного паразита из группы споровиков — Hepatozoon tuatarae, который переносится амблиомами.

Самка клеща Amblyomma sphenodonti со спинной (вверху) и с брюшной стороны. На голове виден хоботок клеща, состоящий из гипостома (подротовой придаток, работающий как гарпун) и хелицер с острыми зубчиками, по бокам заметны осязательные педипальпы. Длина горизонтального масштабного отрезка — 1 мм, вертикального — 2,1 мм. Изображение из статьи S. C. Barker, T. D. Burger, 2018. Two new genera of hard ticks, Robertsicus n. gen. and Archaeocroton n. gen., and the solution to the mystery of Hoogstraal’s and Kaufman’s «primitive» tick from the Carpathian Mountains

Клещи — существа древние, и пить кровь начали еще с динозавров. Амблиома Amblyomma sphenodonti стоит особняком среди прочих клещей, относясь к древнему роду, филогенетически далекому от других на земном шаре. Впервые вид был описан Джеком Дамблетоном в 1943 году. Изначально по сходству морфологии и образа жизни его относили к роду Aponomma, представители которого заражают преимущественно рептилий. Но в дело вмешались филогенетики, и в результате молекулярно-генетического анализа клещ был перенесен в род Amblyomma. Последний пересмотр систематики и вовсе велит выделить его в отдельный род — Archaeocroton (от греческих слов ἀρχαῖος — «древний» и κροτών — «клещ»). Но мы для удобства будем называть клеща амблиома.

Клещи рода Amblyomma распространены на всех континентах, кроме Антарктиды. Они паразитируют на птицах, млекопитающих, рептилиях и амфибиях. Слева — южноамериканская жаба-ага (Rhinella marina) с клещом Amblyomma rotundatum. Фото © Hans Hillewaert с сайта flickr.com, 14 апреля 2014 года. Справа — черепаха-гофер (Gopherus polyphemus) с клещами Amblyomma tuberculatum — насосавшийся клещ светлый, не насытившиеся взрослые клещи и нимфы — темные. Фото © Dirk Stevenson с сайта georgiabiodiversity.a2hosted.com

Она относится к большому семейству иксодовых клещей, включающему около 700 видов (в том числе те, которые переносят клещевой энцефалит и боррелиоз в наших лесах). Жизненный цикл иксодовых клещей может включать в себя до трех смен хозяев. У амблиомы всего один хозяин и три стадии развития — личинка, нимфа и взрослая особь, и все три паразитируют на гаттерии, питаясь кровью. Располагаются они обычно по центральной линии спины вдоль гребня по всей длине туловища, а также в складках кожи на задних ногах.

Клещи, которые присосались вдоль спинного гребня гаттерии. Фото © Hilary Miller с сайта nzgeo.com

Клещи на каждой стадии развития питаются кровью гаттерии 20–150 дней, затем покидают ее, чтобы перелинять и перейти на следующую стадию (линька может занять до 74 дней), после чего ищут нового хозяина или предыдущего, если повезет. Самцы могут оставаться на коже жертвы для спариваний с самками, лишь немного питаясь в перерывах. Самка покидает хозяина ради откладки яиц, предположительно, в норе гаттерии, где достаточно влажно, и у вылупившихся личинок больше шанс встретить рептилию.

Амблиомы обитают в самых разных условиях — от лесов до открытых пастбищ, о чем говорит равная распространенность зараженных хозяев в этих биотопах. Клещи, как и их хозяева, активны ночью, предпочитая влажную почву и тень. Идеальным местом для них служат норы, в которых укрываются гаттерии. Сами гаттерии роют норы весьма редко, предпочитая готовые птичьи, например, снеговых китовых птичек (Pachyptila turtur), буревестников и других морских птиц. Соседство не из приятных, так как в рацион гаттерий помимо насекомых, мелких ящериц и лягушек входят птичьи яйца и даже птенцы. Амблиома птицами не интересуется, но гнездящиеся пернатые заметно повышают температуру в норе, что может ускорить развитие разных стадий паразита.

Гаттерии укрываются в норах, вырытых снеговой китовой птичкой, но при необходимости могут выкопать самостоятельно. Фото © Neil Edwards с сайта flickr.com

При высокой влажности в лаборатории клещи могут прожить вне хозяина довольно долго, но как это происходит в реальности, никто не знает. Голодная личинка способна прожить до 100 дней, а взрослый самец — до 586 дней (самка немного меньше).

Амблиома переносит другого паразита гаттерии — гепатозоона Hepatozoon tuatarae, далекого родственника Hepatoozoon americanum, живущего в организме собак. Предположительно, амблиома — единственный беспозвоночный хозяин гепатозоона H. tuatarae, правда, окончательно проверить это сложно, поскольку образцы ткани для препарации от такого редкого и ценного животного как гаттерия не достать. Споровик сначала попадает с кровью в кишечник клеща, где проходит стадии превращения в ооцисты со спорозоитами (подвижные клетки, инвазионная стадия паразита). Через проглоченных клещей они попадают в пищеварительный тракт гаттерии, откуда разносятся кровью по организму и продолжают свое развитие.

Развитие Hepatozoon tuatarae внутри позвоночного хозяина, гаттерии, и беспозвоночного хозяина, клеща Amblyomma sphenodonti. А — одиночная клетка гепатозоона в эритроците гаттерии (удлиненная рядом с ядром). В — одиночная клетка гепатозоона (светлая) в лейкоците гаттерии. C — ранняя стадия развития ооцисты в гемоцеле клеща. D — зрелая ооциста развивается в гемоцеле клеща. Е — спороциста из разорванной ооцисты с банановидными спорозоитами. Длина масштабного отрезка: A, B, E — 10 мкм, C — 50 мкм, D — 100 мкм. Фото из статьи J. D. K. Herbert et. al. 2010. Developmental stages and molecular phylogeny of Hepatozoon tuatarae, a parasite infecting the New Zealand tuatara, Sphenodon punctatus and the tick, Amblyomma sphenodonti

Судя по последним исследованиям, эти трое — гаттерия, амблиома и гепатозоон — изолированно сосуществуют вместе с тех пор, как Новая Зеландия отделилась от Гондваны около 80 млн лет назад. Каждый из этих видов представляет собой базальную филогенетическую группу для родственных видов.

Третий паразит гаттерии — клещ Neotrombicula sphenodonti — менее зависим от хозяина. Его жизненный цикл похож на таковой у амблиом, но кровью гаттерии питаются только личинки. Они скорее не кусают, а дырявят кожу с помощью ферментов слюнных желез, расщепляющих клетки. Через проделанную дырочку они отгрызают маленькие кусочки кожи. По мере кормления эта дырочка удлиняется, формируя затвердевший канал — стилостому. Взрослые и свободноживущие нимфы кормятся в листовой подстилке и почве, питаясь мелкими членистоногими и их яйцами.

Клещи Bothriocroton hydrosauri на шее синеязыкого сцинка Tiliqua scincoides. Твердая чешуя не защищает рептилий от внешних паразитов, потому как в основании каждой чешуйки нежная и тонкая кожа, которая вполне «по зубам» клещам. Под одной чешуйкой видно светлое брюшко уже сытой самки клеща. Фото с cайта steemit.com

Гаттерия уже много лет находится в центре внимания интенсивной программы по сохранению редких видов, и, как и все другие местные рептилии, млекопитающие, земноводные и птицы она находится под защитой закона Новой Зеландии о дикой природе. В ходе программы рептилий расселяют по небольшим островам, свободным от крыс. Изначально в этот закон были включены только коренные виды наземных позвоночных, потом он расширился до некоторых беспозвоночных, получивших почетный статус «животное», однако клещ туда так и не попал. Таким образом, амблиоме не уделяли такого же внимания, как их культовым хозяевам, и сейчас она встречается еще реже, чем сама гаттерия. Этот вид найден всего на нескольких островах Новой Зеландии, в 8 популяциях гаттерий из 32 ныне существующих.

Места находок амблиомы в Новой Зеландии (на карте отмечены точки в группах из восьми островов). Изображение с сайта smsl.co.nz

Зачастую исчезновение клещей — результат заботы сотрудников охраны дикой природы, которые удаляют паразитов со своих подопечных, чтобы улучшить их здоровье.

Исследователь Стефани Годфри (Stephanie Godfrey) осматривает пойманную гаттерию на предмет клещей. Фото с сайта yumpu.com

Однако с некоторых партий расселенных по островам гаттерий клещи исчезли естественным образом. Если плотность в расселяемых группах слишком низкая, то клещи, отцепляющиеся от хозяина в ходе жизненного цикла, не могут найти нового и гибнут. На перенос паразитов влияет и социальная организация хозяев. Гаттерии — территориальные животные, и участки самцов намного больше, чем у самок. Из-за этого их участки чаще перекрываются, кроме того, самцы склонны выяснять отношения на границах, вступая в драки, и в целом перемещаются больше. Таким образом, и перенос паразитов между ними происходит активнее. Одна из гипотез утверждает, что тестостерон (его высокие значения обычно коррелируют с уровнем территориальной агрессии) в значительной степени подавляет иммунитет хозяев, приводя к большей восприимчивости к инфекциям. Впрочем, существуют альтернативные гипотезы — паразиты управляют поведением хозяев, делая их менее агрессивными при защите участка, тем самым снижая успех в территориальных схватках, поэтому рептилиям приходится делить участок с соседями. В любом случае, это важные обновления к традиционной эпидемиологической модели, предполагающей передачу паразитов через однородную популяцию хозяев со случайным риском заражения.

Такая встреча меченой гатерии с клещом — большая радость для ученых, которые их изучают. Находка спустя несколько лет после выпуска рептилий означает, что клещи сохранились в одной из расселенных популяций. Бусины — метка для индивидуального опознания особей. Фото © Stephanie Godfrey из ее твиттера

Паразиты так же, как и другие редкие виды, переживают изменения климата, потерю местообитаний и вымирание растений и животных, на которых они живут. Хотя идея спасения паразитических видов в целом встречает скепсис, они могут иметь важное значение. Например, черви-волосатики манипулируют хозяевами-сверчками, заставляя их топиться в ручьях, где из них выходят взрослые особи червей. В Японии на этих червей приходится 60% годового потребления корма японского лосося Salvelinus leucomaenis japonicus, находящегося под угрозой исчезновения.

При кажущейся на первый взгляд вредоносности паразиты способствуют закаливанию иммунитета. Так, находящиеся под угрозой исчезновения североамериканские серые волки, выращенные в неволе без паразитов, а затем выпущенные в Йеллоустонский национальный парк, были более восприимчивы к вирусным заболеваниям, чем дикие койоты и лисы в том же регионе. Иногда польза от паразитов весьма неожиданная — к примеру, некоторые перьевые клещи (см. Feather mite) очищают птичье оперение от потенциально патогенных грибов и микроорганизмов.

Иллюстрация связи жизненного цикла червя-волосатика Gordionus chinensis и движения энергии из лесного биотопа в ручей. Показан процент энергии, получаемой форелью ежегодно из каждой категории добычи. Схема из статьи Sato et al. 2011 Nematomorph parasites drive energy flow through a riparian ecosystem

Понимание механизмов заражения в популяциях диких животных важно для эпидемиологии и сохранения видов. Паразиты обладают способностью изменять поток энергии в экосистемах и управлять эволюцией животных и растений, поэтому их вымирание будет иметь долгосрочные и далеко идущие последствия для биоразнообразия, а впоследствии и для людей.

В России недавно даже установили скульптуру клеща, подчеркивающую важность всех созданий на Земле. Памятник из серебра в центре Уфы. Фото с сайта proural.info

В настоящее время количество видов паразитов может быть сильно недооценено, поскольку скорость их обнаружения, вероятно, отстает от скорости обнаружения видов-хозяев. Пока что организмы, паразитирующие на животных, — это примерно 5% от всех описанных видов. И существуют еще сотни тысяч видов в природе, которым могут угрожать глобальные изменения, но большинство из них еще предстоит описать науке.

Автор: Виктория Москаленко

Источник