Підручники з Біології / Біологія 11 клас / Соболь В.І. Біологія 11 клас. 2019

живого організму – клітини, тканини й органи. Серед них наявні й внутрішньоклітинні мешканці, частина яких може жити навіть в ядрі або мітохондріях.

Для онтобіонтів організм хазяїна є середовищем першого порядку, а зовнішнє середовище – вторинним. Усі впливи довкілля мають значення для онтобіонтів лише в тому разі, якщо відображаються на параметрах внутрішнього середовища. Наприклад, добові ритми позначаються на організмі онтобіонтів через зміни метаболізму хазяїна.

Різноманітність відносин спостерігається не лише між хазяями та їх мешканцями, а й між самими мешканцями хазяїна. Показовою в цьому аспекті є симбіотична система термітів (іл. 27). Ці комахи споживають деревину, якою живляться джгути-

Отже, гостальне середовище життя формується й розвивається як біотичне середовище на різних рівнях організації

із різноманітними біотичними зв’язками.

У чому своєрідність адаптацій організмів гостального середовища існування?

Своєрідність умов гостального середовища пов’язана з визначальним впливом біотичних екологічних чинників та опосередкованим впливом абіотичних, що зумовило й своєрідність адаптацій його мешканців. У чому ж полягає ця своєрідність?

Еволюція співмешканців відбувається разом з еволюцією їх хазяїв, тому прослідковується взаємозалежність адаптацій, що особливо чітко спостерігається в трофічних відносинах. Так, жуйні тварини, таргани, корабельні черв’яки споживають деревину, яку розщеплюють ферменти-целюлази симбіотичних бактерій або твариноподібних організмів; квіти мають нектарники для приваблювання бджіл; вестиментифери або молюски куфуси залежать від поживних речовин хемотрофних сіркобактерій.

Захист від несприятливих впливів, достатня кількість їжі, відносна сталість умов існування визначають і такий напрям еволюційних змін мешканців гостального середовища, як загальна дегенерація, що виявляється у спрощенні організації (втраті генів, органел, органів і навіть цілих систем органів). Наприклад, галові кліщі мають одну пару кінцівок замість чотирьох, як у всіх павукоподібних; у ціп’яків немає нервової системи й органів чуттів.

Незначний вміст кисню всередині організмів-хазяїв зумовлює у багатьох мешканців гостального середовища переважання анаеробного типу обміну. Необхідна енергія вивільняється завдяки гліколізу та різним видам бродіння.

У ектопаразитів або коменсалів для прикріплення до тіла хазяїна можуть бути спеціальні органи (присоски, гачки, кігтики), які розвиваються незалежним чином у різних груп. Так, присоски мають риби-прилипали, риб’ячі п’явки, печінковий сисун.

§ 14. Організм як середовище мешкання

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

52

ДІЯЛЬНІСТЬ

Практична робота 1

Визначення ознак адаптованості різних організмів до середовища існування Мета: формування умінь порівнювати особливості та адаптації різних меш-

канців до певного середовища існування.

Хід роботи

1. Визначте видову назву та середовище існування запропонованих організмів.

2.Визначте особливості середовищ існування за планом: а) визначальні ресурси; б) лімітуючі чинники; в) світловий режим; г) дія температури; д) вологість; е) хімічний склад.

3.Укажіть екологічну групу та ознаки адаптованості організмів до середовища існування.

Особливості середовища

Екологічна група

Ознаки адаптованості

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Медицина. Мікробіом людини

Мікробіом людини є сукупністю мікроорганізмів, які населяють людське тіла. За результатами досліджень у межах проекту «Мікробіом людини» («Human Microbiome Project») було встановлено, що в людині мешкає понад 10 тисяч видів мікроорганізмів, які є мутуалістами, коменсалами та паразитами. Обґрунтуйте значення різних форм симбіозу для підвищення адаптивного потенціалу організму людини.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Що таке гостальне середовище існування? 2. Наведіть приклади переваг і 1 – 6 недоліків гостального середовища мешкання. 3. Хто такі онтобіонти? 4. Наведіть приклади онтобіонтів. 5. Що визначає своєрідність адаптації онтобіонтів?

6.Наведіть приклад адаптацій онтобіонтів.

7.Що вирізняє гостальне середовище існування? 8. Як організовані відносини 7 – 9 між мешканцями гостального середовища життя? 9. У чому полягає своєрід-

ність адаптацій організмів гостального середовища існування?

Люди просто не здогадуються про те, наскільки складним і химерним є світ паразитів.

К. Ціммер

§ 15. ПАРАЗИТИЗМ ТА ЙОГО ПОШИРЕННЯ

Основні поняття й ключові терміни: ПАРАЗИТИЗМ.

Пригадайте! Що таке симбіоз?

У світі цікавого

Це хто? Прибулець із іншого світу? Та ні! Перед вами коропоїд (Argulus foliaceus) із присосками й сисним ротовим апаратом. Ця істота паразитує на рибах і належить до ракоподібних. Цікаво, а яка група організмів має найбільшу кількість паразитичних видів? Чи є групи, в яких паразитів взагалі немає?

ЗМІСТ

Чим відрізняється паразитизм неклітинних форм життя?

ПАРАЗИТИЗМ – це форма симбіотичних відносин, за якої паразит використовує організм хазяїна як джерело живлення і місце постійного або тимчасового проживання та покладає на нього завдання регуляції своїх взаємовідносин із зовнішнім середовищем. Паразитизм є універсальним екологічним явищем живої природи, що характерне для всіх неклітинних форм життя та багатьох груп клітинних організмів.

Неклітинним формам життя (пріо- 1

нам, віроїдам, вірусам) властивий обов’язковий (облігатний) внутрішньоклітинний паразитизм. Станом на сьогодні пріони виявлено в клітинах бактерій, дріжджів і ссавців. Їм потрібно, щоб клітина синтезувала нормальні пріонні білки, а пріон уже сам перетворює їх в аномальну форму. Віроїди є найдрібнішими із відомих збудни-

ків захворювань у рослин. Їхнє відтворення шляхом реплікації здійснюється за участі ферментів клітини-хазяїна. РНК- і ДНК-вмісні віруси паразитують у клітинах бактерій, рослин, грибів, тварин. Що цікаво, самі віруси також є об’єктами паразитування. Так, у клітинах паразитичної акантамеби всеїдної (Acanthamoeba polyphaga) науковці відкрили велетенські мімівіруси, що, в свою чергу, можуть мати вірофаг Супутник 2 (вірус, що «пожирає» інші віруси) (іл. 28). Але й це ще не все. Вірофаги містять фрагменти ДНК, які назвали трансповіронами. Вони нагадують стрибаючі гени – транспозони, але на відміну від них можуть самостійно існувати в цитоплазмі. Паразитування певних паразитів на або в тілі інших паразитів назвають надпаразитизмом (гіперпаразитизмом). Специфічність паразитування неклітинних форм життя полягає в тому, що вони не використовують клітини хазяїв як джерело живлення або проживання. Їхній паразитизм відрізняється спрямованістю на відтворення собі подібних завдяки ресурсам клітин.

§ 15. Паразитизм та його поширення

53

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

54

Отже, особливостями паразитизму неклітинних форм життя є облігатність, внутрішньоклітинний ендопаразитизм і спрямованість

на репродукцію з використанням можливостей клітин-хазяїв.

Які особливості проявів паразитизму серед прокаріотів?

ми містить набагато численніші й різноманітніші прояви паразитизму. Бактерії, які формують паразитичну асоціацію з іншими організмами, класифікують як хвороботворні бактерії. Ці організми спричиняють інфекційні захворювання (бактеріози) у людини (правець, тиф, дифтерію, сифіліс, холеру, чуму, туберкульоз), тварин (сибірську виразку, мастит, сальмонельоз), рослин (бактеріальний рак винограду, кільцеву гниль картоплі, побуріння плодів абрикоса).

Хвороботворні бактерії паразитують всередині клітин (ендопаразитичні рікетсії висипного тифу, хламідія пневмонії) і на їхній поверхні (екзопаразитичні карієсний стрептокок, правцевий клостридій). Серед них є облігатні (туберкульозна паличка) та факультативні (золотистий стафілокок), аеробні (виразковий хелікобактер пілорі) та анаеробні (холерний вібріон) організми. Є серед бактерій й такі, що паразитують на інших бактеріях. Прикладом таких ектопаразитів можуть бути бактерії бделовібріони, що здатні закріплюватися на клітинах грамнегативних бактерій і «висмоктувати» вміст їхніх клітин. За цю особливість їх ще називають вібріоп’явками.

Отже, серед прокаріотичних організмів паразитизм поширений

ухвороботворних бактерій, які можуть бути факультативними

йоблігатними, аеробними й анаеробними, екто- й ендопаразитами.

Яке поширення паразитів серед еукаріотів?

Основними групами домену Еукаріоти є рослини, гриби й тварини, серед яких також є паразити.

Рослини-паразити повністю (справжній паразитизм) або частково (напівпаразитизм) втратили здатність до фотосинтезу. Серед водоростей паразитизм є рідкісним явищем і характерний здебіль- 1 шого для червоних водоростей. Так, родохітріум паразитує на айстрових, гарвієла дивна – на інших багрянках. Серед мохів, плаунів, хвощів і папоротей паразитів немає. У межах групи Хвойні рослини описано єдиний вид паразитаксус обпалений

(Parasitaxus ustus), ендемік о. Нова Каледонія. А ось серед квіткових рослин відомо

близько 4 100 паразитичних видів, які належать аж до 19 родин. Найвідомішими справжніми рослинами-паразитами є повитиця, вовчок, рафлезія, петрів хрест (іл. 30). А такі рослини, як омела, перестріч, дзвінець, очанка – це напівпаразити.

10 000 видів), рідше на тваринах і людині (близько 1000 видів). Є водяні гриби, які спричиняють хвороби риб, амфібій (наприклад, сапролегнія риб). Найвідомішими паразитичними грибами є фітофтора, трутовики, сажкові іржасті, ріжкові, борошнисторосяні гриби (іл. 31). Ряд грибів є збудниками грибкових захворювань людини. Гриб ахоріон, оселяючись на волосистій частині голови, спричиняє паршу, трихофітон уражує волосся, нігті й шкіру і є збудником стригучого лишаю. Дріжджовий гриб сідіум спричиняє захворювання ротової порожнини – пліснявку.

Тварини-паразити є поширеним явищем серед одноклітинних твариноподібних (дизентерійна амеба, трипаносоми, лейшманії, лямблії, грегарини,

Залежно від тривалості зв’язку з організмом хазяїна розрізняють тимчасовий (кліщі, п’явки, коропоїди нападають лише для живлення) і стаціонарний (постійний контакт з хазяїном у гельмінтів) паразитизм. Серед тваринних паразитів також розрізняють екто- (воші, блохи) й ендопаразитів (гострики, сисуни). Особливою формою паразитичних взаємовідносин хребетних тварин є гніздовий паразитизм птахів (наприклад, у зозуль).

Отже, найбільшою є кількість паразитичних видів серед одноклітинних твариноподібних, грибів й членистоногих, найменшою –

серед водоростей, а вищі спорові й хвойні їх взагалі не мають.

ДІЯЛЬНІСТЬ Самостійна робота з ілюстраціями.

Характеристика окремих паразитів

Зіставте назви наведених паразитичних видів з ілюстраціями. Визначте систематичну належність та особливості їхнього способу життя: 1 – паличка Коха

§ 15. Паразитизм та його поширення

55

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

56

(Mycobacterium tuberculosis); 2 – петрів хрест лускатий (Lathraea squamaria); 3 – пухирчаста сажка (Ustilago zeae); 4 – коростяний свербун (Sarcoptes scabiei).

Заповніть таблицю.

Біологія + Історія. Чума й людство

Людству відомі три великі пандемії чуми. Перша пандемія чуми «Юстиніанська» в VI ст. забрала життя близько 100 млн людей. Друга пандемія («чорна смерть») пронеслася над Європою в ХІV ст. й знищила близько 25 млн – майже половину населення Європи. Третя пандемія («портова чума») до 1930 р. охопила усі континенти й

забрала життя 12 млн осіб. Збудником цих страшних захворювань є чумна паличка (Yersinia pestis), яку відкрив швейцарський лікар А. Єрсен (1863–1943). Які особливості поширення цієї бактерії? Чому чума не зникала після спустошливих епідемій у давнину і продовжує турбувати людство і сьогодні?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Медицина. Паразитизм й еволюція

Основною еволюційною стратегією паразитів є формування адаптацій, що дають змогу експлуатувати хазяїна і зберігати його чисельність. Найнебезпечніші паразити – ті, які перейшли до нового виду хазяїв і не мають пристосувань для збереження його життя. Застосуйте свої знання й спробуйте пояснити, чому вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) із часом втрачає силу і стає менш небезпечним і заразним.

РЕЗУЛЬТАТ

Бути паразитом – це вельми популярне еволюційне рішення.

К. Найт

§ 16. ФОРМИ ТА РОЛЬ ПАРАЗИТИЗМУ В ПРИРОДІ

Основні поняття й ключові терміни: ПАРАЗИТИЗМ.

Пригадайте! Хто такі паразити?

У світі цікавого

Напевне, усі знають, що зозуля звичайна відкладає яйця у гнізда інших птахів. Але не всім відомо, що гніздовий паразитизм характерний і для інших видів зозуль, американських вивільг, медовказчиків, африканських ткачиків та ін. Ця форма паразитизму є ще в комах (джмелі-зозулі, бджоли-зозулі, чорний шершень), деяких видів риб (со- ми-зозулі). Чому цей «феномен зозулі» такий поширений серед тварин? А які ще форми паразитизму є в природі?

ЗМІСТ

Як класифікують паразитизм?

У природі існує неймовірно велика різноманітність форм паразитизму. Якщо один організм обов’язково розвивається тільки на якомусь одному хазяїні, то це

обов’язковий (облігатний) паразитизм. Якщо паразит лише інколи заражає якогось хазяїна (а хазяїв може бути декілька), то це необов’язковий (факульта­ тивний) паразитизм. За місцем паразитування в організмі хазяїна розрізняють екто- й ендопаразитизм. Ектопаразити – види, що оселяються на поверхні тіла хазяїна або в його порожнинах, пов’язаних із зовнішнім середовищем (наприклад, п’явки, коропоїди, кліщі, блохи, воші). Ендопаразити населяють клітини, тканини, внутрішні органи та порожнини тіла хазяїна. Так, внутрішньоклітинними паразитами є малярійний плазмодій, токсоплазма, тканинними паразитами – кров’яний сисун, трипаносома, в органах паразитують печінковий сисун, аскариди. Є навіть такі паразити, що заміщають цілий орган організму (язикова мокриця).

За часом перебування паразитів у тілі або на тілі господаря розрізняють тимчасових та стаціонарних паразитів. Тимчасові паразити вступають у контакт з хазяїном тільки під час живлення (наприклад, види-кровососи). Стаціонарні паразити характеризується тривалим або постійним перебуванням паразита на хазяїні й наявністю багатьох взаємних пристосувань (наприклад, ціп’яки).

§ 16. Форми та роль паразитизму в природі

57

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

зонки викрадають лялечки інших мурах і виховують потомство як робочу силу, оскільки своїх робочих особин у них немає. Окремими його проявами є клептопаразитизм і гніздовий паразитизм. Клептопаразитизм полягає в тому, що одна тварина віднімає здобич у іншої. Наприклад, леопарди відбирають здобич у гепардів, гієни – у левів, фрегати відбирають рибу в бакланів або олуш, деякі види павуків живляться жертвами павуків-колопрядів.

Формою паразитизму є й надпаразитизм (гіперпаразитизм), що характеризується паразитуванням одного паразита в іншому. У цьому випадку надпаразит називається паразитом другого порядку, а його хазяїн – паразитом першого порядку. В деяких випадках на вторинному паразитує третинний паразит. При-

кладами надпаразитизму є системи акантамеби – віруси – вірофаги, пес – кліщ лісовий – піроплазма, дуб – паразитична оса (Belonocnema treatae) – рослинапаразит касіта ниткоподібна (Cassytha filiformis) (іл. 34).

Отже, у природі явище паразитизму має велику кількість проявів, що уможливлює успішне «співіснування» різноманітних живих організмів.

Яка роль паразитизму в природі?

За останні десятиріччя уявлення про паразитизм значно розширилися завдяки успіхам молекулярної біології, генетики, популяційної екології, біохімії, імунології та ін. Зміцнилися уявлення про те, що суть паразитизму полягає не лише в специфічних симбіотичних взаємовідносинах. Наукові дослідження розкривають його сильний вплив на геном організмів, їхню поведінку й формування захисних механізмів, існування й розвиток екосистем та еволюцію багатьох груп організмів. У чому ж полягає роль паразитизму й паразитів у природі?

Чинник стабільності біологічних угруповань. Ставлення до паразитизму як біологічного явища не має бути лише негативним. Так, паразити беруть участь у регуляції чисельності в популяціях хазяїна, не допускають вторгнення в екосистеми нових видів, чим сприяють стійкості угруповань у часі.

Ланка ланцюгів живлення. Паразити в екосистемах є консументами ІІ і ІІІ порядків, через це відіграють важливу роль у біологічному кругообігу речовин та енергії у біосфері

Паразитизм як чинник біорізноманіття. На основі паразитизму формуються складні надорганізмові асоціації. Класичним прикладом таких асоціацій є лишайники, які утворені мікобіонтом (гриби) і фотобіонтом (зелені водорості, ціанобактерії), що виникли на основі паразитизму ймовірно наприкінці мезозою.

Паразити як чинник еволюції. Так, за допомогою паразитів відбуваються горизонтальне перенесення генів, формування генів, відповідальних за імунні реакції, вплив на статевий добір, коеволюційні адаптації у системі «паразит – хазяїн» та ін.

Хвороботворний чинник. Паразитичні форми життя й організми спричиня-

ють інфекційні та інвазійні захворювання, беруть участь у формуванні імунітету.

§ 16. Форми та роль паразитизму в природі

59

Тема 5. АДАПТАЦІЇ

60

Зтого часу, як один організм став паразитом іншого,

йпочинається їхній взаємний вплив один на одного.

Зпідручника «Основи екологічної паразитології»

§17. АДАПТАЦІЇ ПАРАЗИТІВ ТА ЇХ ХАЗЯЇВ

Основні поняття й ключові терміни: ПАРАЗИТ. Хазяїн.

Пригадайте! Що таке паразитизм?

У світі цікавого

Слово «паразит» походить від грецького «parasites» – дармоїд, нахлібник. У Стародавній Греції, за часів Перикла (V ст. до н. е.), існував закон, згідно з яким відомі державні діячі в похилому віці перебували на утриманні держави. Для таких людей будували спеці-

альні пансіони, які називалися параситаріями, а самих мешканців називали параситами. А яке значення цього поняття в сучасному розумінні?

ЗМІСТ

Які адаптації паразитів до існування в організмі хазяїна?

ПАРАЗИТ – це організм, який живе на поверхні або в органах і тканинах інших видів організмів і використовує їх як джерело поживних речовин та місце проживання. Адаптації паразитів роблять їх однією з найуспішніших екологічних груп

Гриби-паразити пристосовані жити на поверхні або в тілі свого хазяїна. Ці істоти утворюють величезну кількість спор і мають різні способи їхнього поширення. Є гриби-паразити, які вистрілюють свої спори на мух (наприклад, пілоболуси, які випускають спори зі швидкістю 25 м/с). А зооспори водних паразитичних грибів (наприклад, сапролегній) мають джгутики й можуть плавати. Гриби можуть виділяти отруйні речовини і вбивати клітини, а потім уже живитися їхнім вмістом (наприклад, опеньок темний). Для живлення у багатьох паразитичних грибів (фітофтори, борошнисторосяних грибів) утворюються гаусторії. Це видозмінені нитки міцелію, що проникають у клітини й поглинають поживні речовини. Для існування за несприятливих умов і поширення гриби утворюють склероції (наприклад, ріжкові гриби) у вигляді сплетення ниток міцелію.

Рослини-паразити також поділяють на екто- й ендопаразитів. Ектопаразити (омела, повитиця, вовчок) проникають в організм хазяїна за допомогою видозмі-