Ekologické vymezení
parazitizmu
Obecná parazitologie přednáška 2
Andrea Vetešníková Šimková, simkova@sci.muni.cz
Parazitizmus z pohledu ekologického
► Vzájemný vztah, jeden získává výhodu, druhý je poškozen
► Určitá forma symbiózy (úzký bilaterální vztah), pro jeden
druh prospěšný, pro jiný neprospěšný
► Široce rozšířený biologický jev, vysoká diverzita a velký
počet nik
Interakce mezi druhy: periodická tabulka
Klasifikace hostitelů z pohledu životního cyklu
parazita
► Definitivní = konečný hostitel – sexuální reprodukce
parazita (někdy hlavní a vedlejší DH)
- člověk – Schistosoma, Ascaris, Diphyllobothrium
Klasifikace hostitelů z pohledu životního cyklu
parazita
► Mezihostitel – vývoj larválního stádia parazita, invazní
stádium → definitivní hostitel
- jeden – více mezihostitelů (motolice, tasemnice)
- člověk – Echinococcus
Klasifikace hostitelů z pohledu životního cyklu
parazita
U některých parazitů člověk mezihostitel i definitivní hostitel
Taenia solium, Trichinella spiralis – definitivní hostitel plní
funkci mezihostitele
Klasifikace hostitelů z pohledu životního cyklu
parazita
Paratenický hostitel = transportní hostitel
► parazit se nevyvíjí
► zachovává schopnost invaze (zdroj nákazy pro MH nebo
DH)
► není nezbytný pro vývojový cyklus
► měkkýši pro larvy hlístic s vývojem v krátkodobě žijících
korýších
Amfiparatenický hostitel
► kombinace PH a DH
► řídí se hormonálním stavem hostitele
► Toxocara canis – pes DH, u březí feny PH, transplacentální
přenos
Klasifikace hostitelů z pohledu životního cyklu
parazita
Rezervoárový hostitel
► představuje zdroj nákazy pro ekosystém –
epidemiologický význam
► volně žijící zvířata pro parazity člověka (Schistosoma
japonicum, Trichinella)
Náhodný (vedlejší) hostitel –
netypický hostitel
► parazit nepřežívá a nevyvíjí se
► atypická migrace se silnou patogenitou
► (larvy migrans u Toxocara nebo Anisacidae)
Klasifikace parazitů podle způsobu výživy
► Hostitelská specifita = spektrum hostitelů (mezihostitelů a
definitivních hostitelů)
► Hostitelsky specifičtí parazité (monofágní, specialisti) –
Taenia solium, Schistosoma haematobium – DH člověk
► Široké spektrum hostitelů (polyfágní, generalista) –
Trichinella spiralis – definitivní hostitel teplokrevní
obratlovec
► Paraziti se složitými vývojovými cykly – rozdílná
specifičnost na úrovni MH a DH
Typický parazit
► Jeden hostitel
► Hostitel přežívá
► dle Anderson a May rozdělení :
► patogeny – modely na intenzitě nezávislé (mikroparaziti)
► typičtí paraziti – modely na intenzitě závislé
(makroparaziti)
Fasciola hepatica Giardia intestinalis
Troficky přenosný parazit
► Troficky přenosný typický parazit
► Smrt hostitele je nezbytná – složité vývojové cykly
Trematoda
Dicrocoelium
dendriticum
Cestoda
Diphyllobothrium
latum
Parazitoid
► Jeden hostitel
► Způsobuje vždy smrt svého hostitele
► Parazitické larvy hmyzu Diptera (Tachinidae) a
Hymenoptera (Chalcidoidea, Braconidae), fyziologické
adaptace (endosymbiotické viry)
Mikropredátor a vektor
► Mikropredátor
► Více hostitelů (více od jednoho druhu)
► Kořist nezabíjí
► Vektor – přenašeč nemocí
► Mouchy - mechanický přenos
► Anopheles přenášejí malárii (Plasmodium)
► Phlebotomus (komárec) přenášejí Leichmania
► Vši - tyfus
► Blechy - encefalitida a další nemoci
► Moucha tse-tse (Glosina) – spavá nemoc (Trypanosoma)
Parazitický kastrátor
► Využívá energii hostitele určenou pro jeho reprodukci ve
svůj prospěch
► Zabíjí hostitele s pohledu evolučního = blokuje reprodukci
a snižuje fitness
► Parciální kastrátor – přechod mezi typickým parazitem a
parazitickým kastrátorem
Velikost konzumenta versus velikost kořisti
Životní strategie parazitů
► Mikroparazit vs. Makroparazit (Anderson & May, 1979)
► Mikroparaziti – krátký generační čas, vysoká rychlost
reprodukce, rozmnožování v hostiteli, nemají infekční
stádia, onemocnění akutně – smrť nebo uzdravení,
navození imunity proti reinfekci
► Makroparaziti – delší generační čas, rozmnožování mimo
hostitele, v hostiteli vývoj a růst, produkují infekční stádia,
imunitní odpověď hostitele (relativně krátká) závisí na
počtu parazitů, nevýznamná mortalita, častá reinfekce
Životní strategie parazitů
► Velikost parazita není určujícím kritériem
► Mikroparazit – baktérie, houby, prvoci
► Makroparazit – helminti, členovci
► Mšice, larvy motolic v plžích – mikroparazit
► Ichthyophthirius, Eimeria tenela, nekrotrofné houby -
makroparazit
► Podle vazby na hostitele
obligátní (monogenea, trematoda, cestoda)
fakultativní (nematoda Micronema)
hyperparazit – Udonella
na parazitických korýších
► Podle časového úseku parazitace
permanentní (Plasmodium, Entamoeba)
temporální (Argulus, Ixodes)
periodický parazitizmus – stadijní (glochidie mlžů, larvy
Diptera), generační (Rabdias bufonis)
Strategie využití hostitele parazitem
► Podle typu životního cyklu
monoxénní (stenoxénní) – životní cyklus s jedním
hostitelem (monogenea)
heteroxénní (euryxenní) – životní cyklus s více hostiteli
(digenea, cestoda)
dixénní, trixénní, tetraxénní
Vývojové cykly parazitů v ekologii
Co všechno může být parazitem?
Parazit v parazitologii
1 000 000 popsaných druhů
eukaryot
100 000 popsaných druhů parazitů
(Poulin & Morand, 2004)
Ochmet evropský
Hostitel: dub
podbílek šupinatý
Hostitel: dřeviny (kořeny)
Záraza (několik druhů)
Hostitel: bobovité, hluchavkovité,
slunečnice, konopí
► 1% krytosemenných rostlin (3000 druhů)
► Přítomnost chlorofylu – hemiparazity, nepřítomnost
chlorofylu – holoparazity
► Podle místa připojení na hostitele – kořenové a stonkové
► Spojení s cévním systémem hostitele = haustorium
Parazitické rostliny
► U ptáků
► Vnitrodruhový (kachny, pěvci)
► Mezidruhový (kukačky…)
► Kukačka obecná – 100 druhů pěvců jako hostiteli, vejce
menší, barevně podobná hostiteli, silná skořápka, kratší
doba inkubace
Hnízdní parazitizmus
Vlhovci (Icteridae)
► Hnízdní parazitizmus u blanokřídlých
► Sociální parazitizmus u mravenců
► - dočasný sociální parazitizmus – nová královna zabije
hostitelskou královnu
► - otrokářství – využití mravenčí dělnice volně žijících
druhu
► - stálý parazitizmus bez otrokářství – parazitický druh
využívá organizaci hostit. hnízda, produkuje sexuální kastu
Hnízdní a sociální parazitizmus u hmyzu
Parazit: Polyergus breviceps
Hostitel: Formica argentea
Parazitické ryby
► Synodontis multipunctatus (péřovec kukačí)
► Hnízdní parazitizmus (hostitel: Cichlidae)
► Tanganika
► Parazit, který parazituje na parazitech
► Glochidie (larv. stádia mlžů) – parazit hořavek
► Hořavka – parazit škeblí
Vliv abiotických a biotických faktorů na
diverzitu a početnost parazitů
► abiotické faktory = vnější prostředí hostitele
► biotické faktory – interakce hostitel-parazit
– interakce parazit-parazit
Prostředí hostitele
Parazi
t
Hostitel
Hostitel jako prostředí
► Druhová příslušnost hostitele
► Věk
► Velikost hostitele
► Pohlaví
► Hustota populace
► Potravní strategie
► Chování
► Fyziologický stav
► Hormonální aktivita
► Imunitní odpověď
► Stres
► Geneticky fixovaná vnímavost k původci onemocnění
Prostředí hostitele
► Teplota prostředí
► Vliv světla (délka fotoperiody)
► Koncentrace plynů v prostředí (O2 a CO2)
► pH prostředí
► Proudění vody nebo vzduchu
► Velikost a typ habitatu (tvar a hloubka vodní nádrže)
► Znečistění prostředí – parazit v roli bioindikátora kvality
prostředí nebo v roli bioakumulátora
Jak vyjádřit početnost parazitů?
► Základní parametry epidemiologie
► Prevalence – podíl napadených hostitelů ke všem
vyšetřeným hostitelům
► Intenzita infekce – počet jedinců určitého druhu parazita na
jednom napadeném jedinci hostitele
► Abundance – počet jedinců určitého druhu parazita na
jednom hostitelském jedinci
Abiotické faktory
► Roční sezóna a zeměpisná šířka
► sezónní dynamika výskytu a početnosti parazitů
► Teplota, délka fotoperiody, sezónní výskyt hostitele,
dostupnost mezihostitelů, potravní chování hostitele
Sezónnost parazitů
► Sezónnost výskytu parazitů
9 druhů Dactylogyrus na žábrách plotice obecné
- abundance 5 druhů – vyšší teplota (léto)
- prezence 4 druhů - nižší teplota (jaro, podzim)
► Sezónnost v početnosti parazitů
► Sezónní variabilita morfologie
Gyrodactylus (Monogenea) – menší
sklerotizované struktury přichycovacích orgánů v létě
► Sezónnost dosažení pohlavní zralosti a reprodukce
Přímý vliv – teplota, nepřímý vliv teploty - fyziologie a
potravní ekologie hostitele, výskyt a početnost
mezihostitele
Synchronizace reprodukce parazita a reprodukce hostitele
Proteocephalus u jelců L. leuciscus a L. cephalus v období
tření
Sezónnost parazitů
Biotické faktory
► 1. Biologie hostitele – interakce hostitel – parazit
► 2. Interakce parazit – parazit
intraspecifické
interspecifické
► Vzájemná propojenost faktorů hostitele
př. Věk hostitele s pohlavní zralostí a potravní ekologii
Velikost hostitele
► Větší hostitel – více prostoru
► celková délka, hmotnost hostitele, délka orgánů
► Př. Abudance monogeneí na žábrách ryb se zvyšuje s
velikostí ryby a velikostí žáber
Věk hostitele
► Věk koreluje s velikostí
► Rozdíl v napadení věkových skupin
► Souvislost s potravní strategii
► Rozdíl v imunitním systému (získaná rezistence, parazityindukovaná
mortalita)
Pohlaví hostitele
► kontroverzní faktor
► morfologie, fyziologie a chování
► vliv steroidních hormonů (období reprodukce)
► možný vliv rozdílné potravní ekologie
► možné rozdíly v rezistenci
► Př. Vyšší abundance vší u samců než samic u hlodavce
Oligoryzomys nigripes – samci vyšší mobilita a fyziologický
stres – důsledek promiskuitního systému páření
► Vliv především na ektoparazity (přímý kontakt hostitelů)
Hustota populace a sociální chování hostitele
Potravní strategie
► Přenos parazitů se složitým vývojovým cyklem
(endohelminti)
► Množství potravy, podíl složek s invazními stádiem
► Vliv sezónních změn v potravní nabídce – výskyt
mezihostitele
► Postavení hostitele v potravním řetězci
Fyziologie hostitele
► Závislá na abiotických a biotických faktorech
► poikilotermní vs. homoiotermní hostitel
► množství dostupné potravy
► znečistění prostředí
► věk hostitele
► interakce
► geny implikované do fyziologie
(stres, zbarvení, osmoregulace) vliv
na početnost parazitů
Imunita hostitele
► Genetické faktory (vnímavý, rezistentní)
► Fyziologický a hormonální stav
► Věk hostitele
► Stres (inhibice nákladní imunity, riziko parazitace)
► Předchozí zkušenosti s infekci (specifická imunita)
► Role kompatibility imunitního systému hostitele a genotypu
parazita
Interakce parazitů
► Biotický faktor
► Interakce uvnitř hostitele
► Mezidruhové pozitivní, negativní
► Pozitivní př. Narušení obranných mechanizmů hostitele
jedním druhem může usnadnit využití hostitele druhem
jiným
► většinou Negativní př. Přítomnost jednoho druhu parazita
vede ke snížení počtu, změnám distribuce nebo omezení
reprodukce druhu jiného
► Vnitrodruhové
Kompetice parazitických druhů
► Změna početnosti jednoho parazita v přítomnosti parazita
druhého
2 druhy hlístic u potkanů 2 druhy digeneí u mezihostitele
2 druhy vrtejšů u
mezihostitele (Amphipoda)
Ekologická nika parazitů
► Mnohorozměrný prostor habitatu parazita definovaný
abiotickými a biotickými proměnnými
► Paraziti se vyskytují na konkrétních místech = habitaty
► Př. Habitat endoparazitů – střevo
Nika = oblast určená rozsahem pozic všech jedinců
Rozměr niky = průměrná nebo mediánová pozice
(!!! v zjednodušeném příklade měřená pouze jako
jednorozměrná)
Základní versus realizovaná nika
► Základní = rozsah pozic
parazita pro reprodukci a
přežívání v případě absence
kompetitora
- jednodruhová infekce
► Realizovaná = podjednotka
základní niky redukovaná v
důsledku interakci s jinými
druhy
- vícedruhová infekce
Heterogenita ekologické niky usnadňuje
koexistenci parazitů
► Interaktivní heterogenita posun
realizovaných nik u
různých druhů nebo redukce
překrývaní v důsledku interakcí
► Časově-prostorová
heterogenita – sezónní výskyt
parazitů