Что делать, если мировые паразиты внезапно вымерли? Учитывая, сколько усилий мы вложили в борьбу с комарами, переносящими малярию, и ужасающими гвинейскими червями, это звучит как причина для празднования. Но подумайте дважды: на самом деле, потеря этих столь презираемых болванов, кровососов и халявщиков может иметь катастрофические последствия для окружающей среды и здоровья людей.
Связанный контент
- Как паразиты стали такими популярными
По сути, паразитом является любой организм, который живет за счет другого организма (например, клопов, пиявок, рыб-вампиров и даже омелы). Эти халявщики были довольно успешными: до половины из 7, 7 миллионов известных видов Земли паразитируют, и этот образ жизни развивался независимо сотни раз. Но в исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Science Advances, исследователи предупреждают, что изменение климата может привести к исчезновению до трети видов паразитов Земли к 2070 году.
Такое массовое вымирание может привести к экологической катастрофе. «Одна вещь, которую мы узнали о паразитах за последнее десятилетие, - это то, что они являются огромной и важной частью экосистем, которыми мы действительно пренебрегали годами», - говорит Колин Карлсон, аспирант, изучающий биологию глобальных изменений в Университете Калифорния в Беркли и ведущий автор исследования.
Карлсон имел опыт исследования того, как изменение климата является движущей силой нынешней волны гибели видов. Но четыре года назад он увидел потенциал для изучения менее известной группы: паразитов. «За последние пару десятилетий была проделана большая работа, направленная на понимание того, почему вымирают крупные млекопитающие или как сельскохозяйственные культуры реагируют на изменение климата, - говорит Карлсон, - но существует множество видов животных и растений, которые мы не знаем много о ".
Он сформировал команду, чтобы узнать больше о том, как виды паразитов могут чувствовать тепло в ближайшие десятилетия. Команда основывала свои прогнозы на этом исследовании на «обманчиво простой модели» из исследования 2004 года в журнале Nature, которое связывало темпы исчезновения видов с тем, какую часть их среды обитания они, как ожидается, потеряют. «Проблема в том, что мы не очень много знаем о том, где живут паразиты», - говорит Карлсон.
Ключом к ответу на этот вопрос является находящаяся в Смитсоновском институте Национальная коллекция паразитов, коллекция которой насчитывает 125 лет и содержит более 20 миллионов образцов паразитов из тысяч видов, относящихся к началу 1800-х годов, - огромный, но все еще относительно небольшой кусочек. глобальное разнообразие паразитов. Карлсон знал, что коллекция, которая имеет образцы в основном из Северной Америки, но представляет все континенты, может служить исторической базой данных, из которой можно получить оценки географических ареалов для конкретных паразитов.
Образцы из Смитсоновской национальной коллекции паразитов (Пол Феттерс / Смитсоновский институт) Поэтому он обратился к куратору коллекции, зоологу-исследователю Анне Филлипс, из Смитсоновского национального музея естественной истории. Первым шагом было перебрать много старых бумажных записей. «Поскольку это такая старая коллекция, многие из них до сих пор использовали точную выписанную местность, такую как« этот поток на этом пересечении шоссе, в 10 милях к востоку от этого города », - говорит Филлипс. «Хотя это очень полезно, обычно сегодня мы предпочитаем иметь GPS-координаты».
Ее команда исследователей оцифровывала десятки тысяч образцов и их местонахождение в онлайн-базе данных, создавая то, что Карлсон называет самой большой записью паразитов в своем роде. Используя этот огромный ресурс, исследователи могли затем использовать компьютерные модели, чтобы предсказать, что произойдет с более чем 450 различными видами паразитов, когда изменение климата изменило их среду обитания, основываясь на том, как их ареалы изменились за последние два столетия.
Их вывод: даже при самых оптимистичных сценариях примерно 10 процентов видов паразитов вымрут к 2070 году. В самой страшной версии событий полностью треть всех паразитов может исчезнуть.
Этот вид вымирания будет иметь множество печальных последствий. Учтите, что паразиты играют важную роль в регулировании популяций их хозяев и баланса всей экосистемы. Во-первых, они убивают некоторые организмы и делают других уязвимыми для хищников. Например, при заражении нематодой Trichostrongylus tenuis красная птица-тетерев испускает больше аромата, который помогает хищникам легче находить и поедать его, тем самым служа для контроля над популяцией птицы.
Паразиты также могут иметь более косвенные эффекты. Например, улитки-барвинки, инфицированные трематодами Cryptocotyle lingua, едят значительно меньше водорослей вдоль своих домов на атлантическом побережье, поскольку паразит ослабляет их пищеварительные тракты. Их небольшой аппетит делает доступными для потребления другие виды водорослей. И есть миллионы необнаруженных видов паразитов, о экологических нишах которых мы можем только догадываться.
«Трудно предсказать, каким будет их влияние на экосистему, если мы еще не знаем об этом», - говорит Филлипс. «Это одна из самых страшных вещей в этих модельных предсказаниях ... это создает гораздо более неотложное чувство в отношении признания разнообразия, существующего там».
В будущем она и Карлсон надеются провести дальнейший анализ с использованием этой новой базы данных в более мелких масштабах, чтобы предсказать, как определенные паразиты будут жить в разных регионах в условиях изменения климата. Они ожидают, что, как и многие организмы, виды паразитов, которые лучше способны мигрировать и адаптироваться к новым местам обитания, будут лучше, чем те, которые более привязаны к определенным местам.
Но даже если паразиты появляются успешно, эти возможные географические сдвиги создают тревожные перспективы для людей. Паразиты могут, конечно, быть вредными для людей, как в случае комаров, которые передают Зика, малярию или лихорадку денге. Но в этом случае дьявол, которого вы знаете, может быть лучше, чем тот, кого вы не знаете.
Паразиты и их хозяева часто эволюционировали вместе на протяжении многих лет, чтобы поддерживать тонкий баланс. В конце концов, паразиты обычно мало заинтересованы в убийстве своих хозяев, объясняет Филлипс, поскольку это будет означать потерю их домов и источников питательных веществ. Вот почему ленточные черви редко являются смертельными для людей, которые их получают; черви эволюционировали, чтобы путешествовать в вашу кишку и питаться пищей, которую вы глотаете, но они редко откачивают достаточно калорий, чтобы фактически убить вас.
Но когда известный паразит вымирает, он создает новые открытые ниши в экосистеме для использования другими инвазивными видами паразитов. Это может создать возможности для новых встреч между паразитами и хозяевами, которые не знакомы друг с другом и еще не разработали эти несмертельные отношения. Например, в 2014 году в мозге человека в Китае был обнаружен червь, чуждый человеку, что привело к судорогам и воспалению мозга.
«Я считаю, что это в равной степени ужасает идею исчезновения [в одиночку]», - говорит Филлипс.
Кевин Лафферти, эколог из Геологической службы США, который подробно изучил паразитов и биологическое разнообразие, говорит, что исследование поднимает важные вопросы о нашем отношении к паразитам, поскольку они сталкиваются с растущим риском быть уничтоженными. «Во многих случаях мы привязаны к виду или можем придать ему человеческую ценность», - сказал Лафферти по электронной почте. «Эта мотивация менее вероятна для паразитов».
«Область биологии сохранения перешла к нейтральному взгляду на виды при рассмотрении необходимости защиты, - добавил Лафферти, - и эта точка зрения требует защиты паразитов вместе с их хозяевами».
