Language
Country/Area
No result found
Bí ẩn của ký sinh trùng: Tại sao một số sinh vật không thể sống độc lập?
Trong tự nhiên, nhiều sinh vật sống bằng cách ký sinh. Những sinh vật này được gọi là ký sinh bắt buộc hoặc ký sinh toàn thân. Cách duy nhất để chúng có thể sống sót là dựa vào chất dinh dưỡng do vật chủ cung cấp, và nếu không tìm được vật chủ thích hợp, chúng không thể hoàn thành vòng đời và không thể sinh sản. Ngược lại là ký sinh trùng tùy ý, có thể sống mà không cần vật chủ. Vậy làm thế nào những loài ký sinh trùng này có thể tiến hóa để có được những chiến lược sinh tồn độc đáo như vậy?
Các loại ký sinh trùng
Vi khuẩn ưa cực độ phân bố rộng rãi trong nhiều sinh vật khác nhau, bao gồm vi-rút, vi khuẩn, nấm, thực vật và động vật. Chúng phải trải qua ít nhất một giai đoạn ký sinh trước khi có thể hoàn tất quá trình phát triển. Mặc dù còn gây tranh cãi, nhưng virus thường được coi là ký sinh trùng bắt buộc phải xâm nhập vào tế bào sống để khai thác tài nguyên của tế bào nhằm sinh sản.
"Trong thế giới ký sinh trùng, nghệ thuật sinh tồn nằm ở sự tương tác và thích nghi với vật chủ."
Ví dụ, một loài thuộc họ ong bắp cày, chẳng hạn như Vespula austriaca, là một loài ký sinh phải sống trên Vespula acadica. Trong Bombus của vương quốc côn trùng, B. bohemicus là ký sinh trùng của B. locurum, B. cryptarum và B. terrestris.
Tương tác vật chủ-ký sinh
Vòng đời
Vòng đời của ký sinh trùng thường tập trung vào việc khai thác vật chủ. Khi vật chủ bị nhiễm bệnh, ký sinh trùng sẽ hoàn thành vòng đời của chúng theo nhiều cách khác nhau. Các loại ký sinh trùng chỉ lây nhiễm cho một loài vật chủ duy nhất được cho là có vòng đời trực tiếp, trong khi các loại ký sinh trùng lây nhiễm cho nhiều vật chủ được gọi là vòng đời phức tạp hoặc gián tiếp, chẳng hạn như ký sinh trùng Plasmodium gây bệnh sốt rét.
Chủ thể trung gian và chủ thể cuối cùng
Ký sinh trùng có thể sử dụng vật chủ trung gian trong thời gian chuyển đổi ngắn trước khi trưởng thành ở vật chủ trung gian đầu tiên, nơi sinh sản duy nhất của nó là ở vật chủ cuối cùng. Ví dụ, loài Ribeiroia ondatrae sử dụng ốc mũi tên đầu tù làm vật chủ trung gian đầu tiên, động vật lưỡng cư và cá làm vật chủ trung gian thứ hai và chim làm vật chủ cuối cùng.
Sự tồn tại của hành vi ký sinh
Các loại ký sinh trùng khác nhau có thể tồn tại vĩnh viễn hoặc tạm thời trong vật chủ của chúng. Ký sinh trùng vĩnh viễn, chẳng hạn như chấy, sinh sản trên vật chủ trong nhiều thế hệ, trong khi ký sinh trùng tạm thời, chẳng hạn như giai đoạn ấu trùng của ve gặt, chỉ biểu hiện hành vi ký sinh trong một giai đoạn phát triển duy nhất.
Chiến lược xâm lược và phòng thủ của chủ nhà
Để thiết lập khả năng ký sinh trong vật chủ dễ bị tổn thương, các loài ưa cực phải trốn tránh hiệu quả hệ thống phòng thủ của vật chủ trước, trong và sau khi xâm nhập. Do sự đa dạng của các loại ký sinh trùng nên rất khó để xác định các chiến lược xâm nhập phổ biến.
"Thành công của ký sinh trùng nằm ở khả năng thao túng tinh tế thế giới bên trong vật chủ."
Ví dụ, nhiều vi khuẩn và vi-rút xâm nhập vào tế bào vật chủ bằng cách hấp thụ thụ động, trong khi một số khác xâm nhập bằng cách xâm nhập chủ động. Một số loài ong ký sinh cực đoan, chẳng hạn như Polistes atrimandibularis, xâm nhập vào cộng đồng vật chủ một cách âm thầm bằng cách thay đổi đặc điểm hóa học của chúng để chiếm được lòng tin của vật chủ.
Kiểm soát hành vi của máy chủ
Những thay đổi trong hành vi của vật chủ do nhiễm trùng là cực kỳ phổ biến ở ký sinh trùng. Điều này sẽ phân loại một số bất thường về hành vi thành sự thao túng thích nghi, nhưng các nhà nghiên cứu lưu ý rằng liệu những thay đổi về hành vi đó có thực sự là sự thao túng như đã tuyên bố hay chỉ đơn thuần là tác dụng phụ vẫn còn gây tranh cãi. Ví dụ, những con chuột bị nhiễm Toxoplasma gondii có xu hướng bị thu hút nhiều hơn bởi nước tiểu mèo.
"Những thay đổi về hành vi có thể là sản phẩm phụ của quá trình tiến hóa lâu dài của ký sinh trùng và không nhất thiết mang lại lợi ích rõ ràng."
Kiểu hình mở rộng và sự tiến hóa của nó
Một số hành vi quan sát được của sinh vật không phải là biểu hiện của gen riêng của chúng mà là kiểu hình mở rộng dưới ảnh hưởng của ký sinh trùng. Các con đường tiến hóa của thao túng hành vi cũng có thể được chia thành ba loại: một là thao túng do ký sinh trùng chi phối, và loại còn lại là thao túng do phản ứng của vật chủ thúc đẩy. Điều này cũng minh họa cách ký sinh trùng có thể tác động thêm đến hành vi của vật chủ để thúc đẩy sự lây lan của chúng.
Kỹ thuật bắt chước ký sinh: Trí tuệ của những người ấp trứng
Các loài chim ký sinh như chim giẻ cùi và chim cu gáy làm giảm khả năng đào thải vật chủ bằng cách bắt chước màu sắc và hoa văn của trứng vật chủ. Kiểu bắt chước và cạnh tranh này cho phép ký sinh trùng dễ dàng hòa nhập vào môi trường của vật chủ. Ví dụ về một số loài bướm và kiến cũng minh họa cách ký sinh trùng lợi dụng hành vi của vật chủ để tồn tại và sinh sản.
Ký sinh cực độ trong quá trình tiến hóa
Theo thuyết sinh học tiến hóa hiện nay, mối quan hệ giữa vật chủ và ký sinh trùng có khả năng tiến triển theo hướng cân bằng giữa bệnh tật nghiêm trọng thay vì trạng thái cân bằng cộng sinh theo quan niệm truyền thống.
Hiểu biết của con người về ký sinh trùng cho thấy tầm quan trọng của chúng trong hệ sinh thái. Sự tồn tại của các loài ký sinh trùng cực đoan đã truyền cảm hứng cho nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực sinh thái học và sinh học, khiến chúng ta phải suy nghĩ: Chúng ta có thể học được gì từ những tương tác phức tạp này của sự sống?
