Wirt (Biologie) - Host (biology)

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Die schwarze Ratte ist ein Reservoirwirt für die Beulenpest : Die orientalischen Rattenflöhe , die diese Ratten befallen, sind Überträger für die Krankheit.

In der Biologie und Medizin ist ein Wirt ein größerer Organismus , der einen kleineren Organismus beherbergt . ob ein parasitärer , ein wechselseitiger oder ein kommensalistischer Gast ( Symbiont ). Der Gast wird in der Regel mit Nahrung und Unterkunft versorgt. Beispiele hierfür sind Tiere , die parasitäre Würmer (z. B. Nematoden ) beherbergen , Zellen, die pathogene (krankheitsverursachende) Viren enthalten , eine Bohnenpflanze , die wechselseitige (hilfreiche) Viren beherbergt. stickstofffixierende Bakterien . Insbesondere in der Botanik liefert eine Wirtspflanze Mikropredatoren mit Nahrungsressourcen , die eine evolutionär stabile Beziehung zu ihren Wirten haben, ähnlich wie Ektoparasitismus . Der Wirtsbereich ist die Sammlung von Wirten, die ein Organismus als Partner verwenden kann.

Symbiose

Die Symbiose umfasst eine Vielzahl möglicher Beziehungen zwischen Organismen, die sich in ihrer Beständigkeit und ihren Auswirkungen auf die beiden Parteien unterscheiden. Wenn einer der Partner in einem Verein viel größer als der andere ist, wird er allgemein als Gastgeber bezeichnet. Bei Parasitismus profitiert der Parasit auf Kosten des Wirts. Im Kommensalismus leben die beiden zusammen, ohne sich gegenseitig zu verletzen, während im Gegenseitigkeitsbereich beide Parteien davon profitieren.

Die meisten Parasiten sind nur für einen Teil ihres Lebenszyklus parasitär. Durch den Vergleich von Parasiten mit ihren nächsten frei lebenden Verwandten wurde gezeigt, dass sich Parasitismus bei mindestens 233 verschiedenen Gelegenheiten entwickelt hat. Einige Organismen leben in enger Verbindung mit einem Wirt und werden nur dann parasitär, wenn sich die Umweltbedingungen verschlechtern.

Ein Parasit kann eine langfristige Beziehung zu seinem Wirt haben, wie dies bei allen Endoparasiten der Fall ist. Der Gast sucht den Gastgeber auf und erhält von ihm Essen oder einen anderen Service, tötet es aber normalerweise nicht. Im Gegensatz dazu ein parasitoid verbringt einen großen Teil seines Lebens in oder auf einem einzigen Host, letztlich die Wirtes Tod verursacht, mit einige der Strategien grenzender beteiligt predation . Im Allgemeinen wird der Wirt am Leben gehalten, bis der Parasitoid ausgewachsen ist und bereit ist, in seine nächste Lebensphase überzugehen. Die Beziehung eines Gastes zu seinem Wirt kann zeitweise oder vorübergehend sein, möglicherweise mit mehreren Wirten verbunden sein, wodurch die Beziehung dem Pflanzenfresser eines wild lebenden Tieres entspricht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Beziehung zwischen Gastgeber und Gast keinen dauerhaften physischen Kontakt hat, wie dies beim Brutparasitismus des Kuckucks der Fall ist .

Wirte zu Parasiten

Micropredator , Parasiten , parasitoid und Räuber Strategien verglichen. Ihre Interaktionen mit ihren Wirten bilden ein Kontinuum. Mikropredation und Parasitoidismus werden heute als evolutionäre Strategien innerhalb des Parasitismus angesehen.

Parasiten verfolgen eine Vielzahl von Evolutionsstrategien und bringen ihre Wirte in ein ebenso breites Spektrum von Beziehungen. Parasitismus impliziert die Koevolution von Wirt und Parasit , einschließlich der Aufrechterhaltung von Genpolymorphismen im Wirt, wobei ein Kompromiss zwischen dem Vorteil der Resistenz gegen einen Parasiten und Kosten wie einer durch das Gen verursachten Krankheit besteht.

Arten von Hosts

  • Definitiver oder primärer Wirt - ein Organismus, bei dem der Parasit das Erwachsenenstadium erreicht und sich nach Möglichkeit sexuell vermehrt. Dies ist der letzte Gastgeber.
  • Sekundär- oder Zwischenwirt - ein Organismus, der den sexuell unreifen Parasiten beherbergt und vom Parasiten benötigt wird, um sich zu entwickeln und seinen Lebenszyklus abzuschließen. Es wirkt oft als Vektor des Parasiten, um seinen endgültigen Wirt zu erreichen. Zum Beispiel verwendet Dirofilaria immitis , der Herzwurm von Hunden, die Mücke als Zwischenwirt, bis sie zum infektiösen L 3 -Larvenstadium reift .

Es ist nicht immer einfach oder sogar möglich zu identifizieren, welcher Host endgültig und welcher sekundär ist. Da die Lebenszyklen vieler Parasiten nicht gut verstanden werden, wird der subjektiv wichtigere Organismus manchmal willkürlich als endgültig bezeichnet, und diese Bezeichnung kann auch dann fortgesetzt werden, wenn sich herausstellt, dass sie falsch ist. Zum Beispiel Schlammwürmer werden manchmal als „Zwischenwirte“ für als Salmoniden wirbelnden Krankheit , obwohl die myxosporean Parasiten in ihnen wieder sexuell. Bei der Trichinose , einer durch Spulwürmer verursachten Krankheit , hat der Wirt reproduktive Erwachsene im Verdauungstrakt und unreife Jugendliche in den Muskeln und ist daher sowohl ein Zwischen- als auch ein definitiver Wirt.

  • Paratenischer Wirt - ein Organismus, der den sexuell unreifen Parasiten beherbergt, aber nicht notwendig ist, damit der Entwicklungszyklus des Parasiten fortschreitet. Paratenische Wirte dienen als "Dumps" für nicht reife Stadien eines Parasiten, in denen sie sich in hoher Anzahl ansammeln können. Der Trematode Alaria americana kann als Beispiel dienen: Die sogenannten mesocercarialen Stadien dieses Parasiten befinden sich in Kaulquappen , die vom endgültigen Hundewirt selten gefressen werden. Die Kaulquappen werden häufiger von Schlangen gejagt , bei denen sich die Mesocercarien möglicherweise nicht weiterentwickeln. Die Parasiten können sich jedoch im paratenen Wirt der Schlange ansammeln und den endgültigen Wirt infizieren, sobald die Schlange von einem Canid verzehrt wird. Der Nematode Skrjabingylus nasicola ist ein weiteres Beispiel mit Schnecken als Zwischenwirten, Spitzmäusen und Nagetieren als paratenischen Wirten und Mustelids als endgültigen Wirten.
  • Sackgasse nebenbei oder versehentlicher Host - ein Organismus, der im Allgemeinen keine Übertragung auf den endgültigen Wirt zulässt, wodurch verhindert wird, dass der Parasit seine Entwicklung abschließt. Zum Beispiel sind Menschen und Pferde Sackgassen für das West-Nil-Virus , dessen Lebenszyklus normalerweise zwischen kulinarischen Mücken und Vögeln liegt. Menschen und Pferde können infiziert werden, aber der Virusgehalt in ihrem Blut ist nicht hoch genug, um die Infektion an Mücken weiterzugeben, die sie beißen.
  • Reservoir Host - ein Organismus, Häfen ein Pathogen leidet aber unter keine negativen Auswirkungen. Es dient jedoch als Infektionsquelle für andere Arten, die anfällig sind, mit wichtigen Auswirkungen auf die Krankheitsbekämpfung . Ein einzelner Reservoir-Wirt kann mehrmals erneut infiziert werden.

Pflanzenwirte von Mikropredatoren

Die Mikropredation ist eine evolutionär stabile Strategie innerhalb des Parasitismus, bei der ein kleines Raubtier parasitär auf einer viel größeren Wirtspflanze lebt und Teile davon frisst.

Das Pflanzenspektrum, von dem sich ein pflanzenfressendes Insekt ernährt, wird als Wirtsspektrum bezeichnet. Dies kann breit oder schmal sein, schließt jedoch niemals alle Pflanzen ein. Eine kleine Anzahl von Insekten ist monophag und ernährt sich von einer einzigen Pflanze. Die Seidenraupenlarve ist eine davon, wobei Maulbeerblätter das einzige Futter sind, das konsumiert wird. Häufiger ist ein Insekt mit einem begrenzten Wirtsbereich oligophag und auf einige eng verwandte Arten beschränkt, normalerweise in derselben Pflanzenfamilie. Die Diamantmotte ist ein Beispiel dafür, sie ernährt sich ausschließlich von Brassicas , und die Larve der Kartoffelknollenmotte ernährt sich von Kartoffeln, Tomaten und Tabak, alle Mitglieder derselben Pflanzenfamilie, Solanaceae . Pflanzenfressende Insekten mit einer Vielzahl von Wirten in verschiedenen Pflanzenfamilien werden als polyphag bezeichnet . Ein Beispiel ist die Buff Hermelin Motte, deren Larven sich von Erle , Minze , Wegerich , Eiche , Rhabarber , Johannisbeere , Brombeere , Dock , Kreuzkraut , Brennnessel und Geißblatt ernähren .

Das Influenzavirus kann sich durch genetische Neuordnung ändern, wenn es sich zwischen verschiedenen Wirten in seinem Bereich bewegt.

Pflanzen produzieren oft giftige oder unangenehme Sekundärmetaboliten , um Pflanzenfresser davon abzuhalten, sich von ihnen zu ernähren. Monophagische Insekten haben spezifische Anpassungen entwickelt, um die in ihren spezialisierten Wirten zu überwinden, was ihnen einen Vorteil gegenüber polyphagen Arten verschafft. Dies birgt jedoch ein höheres Risiko für das Aussterben, wenn die von ihnen ausgewählten Wirte Rückschläge erleiden. Monophagische Arten können sich von dem zarten jungen Laub mit hohen Konzentrationen schädlicher Chemikalien ernähren, von denen sich polyphage Arten nicht ernähren können, da sie mit älteren Blättern auskommen müssen. Es gibt einen Kompromiss zwischen Qualität und Quantität der Nachkommen; Der Spezialist maximiert die Chancen seines jungen Gedeihens, indem er der Wahl des Wirts große Aufmerksamkeit schenkt, während der Generalist eine größere Anzahl von Eiern unter nicht optimalen Bedingungen produziert.

Einige Insekten-Mikropredatoren wandern regelmäßig von einem Wirt zum anderen. Die Weißdorn-Karotten-Blattlaus überwintert auf ihrem primären Wirt, einem Weißdornbaum , und wandert im Sommer zu ihrem sekundären Wirt, einer Pflanze aus der Karottenfamilie .

Host-Bereich

Der Wirtsbereich ist die Gruppe von Wirten, die ein Parasit als Partner verwenden kann. Bei menschlichen Parasiten beeinflusst der Wirtsbereich die Epidemiologie des Parasitismus oder der Krankheit. Beispielsweise kann die Produktion von Antigenverschiebungen im Influenza-A-Virus darauf zurückzuführen sein, dass Schweine von mehreren verschiedenen Wirten (wie Mensch und Vogel) mit dem Virus infiziert werden. Diese Koinfektion bietet die Möglichkeit, die viralen Gene zwischen vorhandenen Stämmen zu mischen, wodurch ein neuer viraler Stamm erzeugt wird. Ein gegen einen bestehenden Virusstamm hergestellter Influenza-Impfstoff ist möglicherweise nicht gegen diesen neuen Stamm wirksam, weshalb zum Schutz der menschlichen Bevölkerung ein neuer Influenza-Impfstoff hergestellt werden muss.

Nichtparasitäre Assoziationen

Gegenseitige Gastgeber

Mykorrhiza , eine wechselseitige Wechselwirkung zwischen den Wurzeln einer Pflanze und einem Pilz

Einige Wirte nehmen an vollständig wechselseitigen Interaktionen teil, wobei beide Organismen vollständig voneinander abhängig sind. Zum Beispiel sind Termiten Wirte der Protozoen , die in ihrem Darm leben und Cellulose verdauen , und die menschliche Darmflora ist für eine effiziente Verdauung wesentlich . Viele Korallen und andere wirbellose Meerestiere beherbergen Zooxanthellen , einzellige Algen, in ihren Geweben. Der Wirt bietet den Algen eine geschützte Umgebung in einer gut beleuchteten Position und profitiert gleichzeitig von den Nährstoffen, die durch die Photosynthese erzeugt werden und die seine Ernährung ergänzen. Lamellibrachia luymesi , ein Tiefsee-Riesenröhrenwurm, hat eine obligate wechselseitige Assoziation mit internen, sulfidoxidierenden bakteriellen Symbionten. Der Röhrenwurm extrahiert die Chemikalien, die die Bakterien benötigen, aus dem Sediment, und die Bakterien versorgen den Röhrenwurm, der keinen Mund hat, mit Nährstoffen. Einige Einsiedlerkrebse legen Schwammstücke auf die Schale, in der sie leben. Diese wachsen über und lösen schließlich die Weichtierschale auf; Die Krabbe muss möglicherweise nie wieder ihren Wohnsitz ersetzen und ist durch das Überwachsen des Schwamms gut getarnt.

Eine wichtige Wirtsbeziehung ist Mykorrhiza , eine symbiotische Assoziation zwischen einem Pilz und den Wurzeln einer vaskulären Wirtspflanze. Der Pilz erhält Kohlenhydrate, die Produkte der Photosynthese, während die Pflanze Phosphate und stickstoffhaltige Verbindungen erhält, die der Pilz aus dem Boden gewonnen hat. Bei über 95% der Pflanzenfamilien wurde gezeigt, dass sie Mykorrhiza-Assoziationen haben. Eine andere solche Beziehung besteht zwischen Hülsenfrüchten und bestimmten stickstofffixierenden Bakterien, die Rhizobien genannt werden und an den Wurzeln der Pflanze Knötchen bilden. Der Wirt versorgt die Bakterien mit der Energie, die für die Stickstofffixierung benötigt wird, und die Bakterien liefern einen Großteil des vom Wirt benötigten Stickstoffs. Pflanzen wie Bohnen , Erbsen , Kichererbsen und Luzerne können auf diese Weise Stickstoff binden, und das Mischen von Klee mit Gräsern erhöht den Ertrag von Weiden.

Der Neurotransmitter Tyramin, der von Providencia- Bakterien produziert wird, die den Darm des Fadenwurms Caenorhabditis elegans besiedeln , umgeht die Anforderung, dass sein Wirt Tyramin biosynthetisieren muss. Dieses Produkt wird dann wahrscheinlich durch das Wirtsenzym Tyramin-β-Hydroxylase in Octopamin umgewandelt und manipuliert eine sensorische Entscheidung des Wirts.

Hosts in Reinigungssymbiose

Wirte vieler Arten sind an der Reinigung der Symbiose sowohl im Meer als auch an Land beteiligt und verwenden kleinere Tiere, um sie von Parasiten zu reinigen. Reiniger sind Fisch, Garnelen und Vögel; Gastgeber oder Kunden sind eine viel größere Auswahl an Fischen, Meeresreptilien wie Schildkröten und Leguanen, Tintenfischen, Walen und Landsäugetieren. Der Wirt scheint von der Interaktion zu profitieren, aber Biologen haben umstritten, ob dies eine wirklich wechselseitige Beziehung ist oder etwas, das dem Parasitismus durch den Reiniger näher kommt.

Ammenhai ist Gastgeber von Kommensal- Remoras , die eine kostenlose Fahrt erhalten und als Reinigungsmittel dienen können

Commensal Gastgeber

Remoras (auch Saugfisch genannt) können frei schwimmen, haben jedoch Saugnäpfe entwickelt, die es ihnen ermöglichen, an glatten Oberflächen zu haften, eine freie Fahrt zu erhalten ( Phoresis ), und sie verbringen den größten Teil ihres Lebens damit, sich an ein Wirtstier wie einen Wal, eine Schildkröte oder einen Hai zu klammern . Die Beziehung kann jedoch wechselseitig sein, da Remoras, obwohl sie im Allgemeinen nicht als sauberer Fisch angesehen werden , häufig parasitäre Copepoden konsumieren : Diese finden sich beispielsweise im Mageninhalt von 70% der gemeinsamen Remora . Viele Weichtiere , Seepocken und Polychaetenwürmer heften sich an den Panzer der atlantischen Pfeilschwanzkrebs ; Für einige ist dies eine bequeme Regelung, für andere eine obligate Form des Kommensalismus, und sie leben nirgendwo anders.

Geschichte

Der erste Wirt, der in der Antike bemerkt wurde, war der Mensch: Menschliche Parasiten wie Hakenwürmer sind ab 3000 v. Chr. Aus dem alten Ägypten bekannt, während der Hippokratische Korpus im antiken Griechenland den menschlichen Blasenwurm beschreibt . Der mittelalterliche persische Arzt Avicenna registrierte menschliche und tierische Parasiten wie Spulwürmer, Fadenwürmer, den Guinea-Wurm und Bandwürmer. In der frühen Neuzeit zeichnete Francesco Redi Tierparasiten auf, während der Mikroskopiker Antonie van Leeuwenhoek das Protozoon Giardia lamblia von "seinen eigenen losen Stühlen" aus beobachtete und illustrierte .

Wirte für wechselseitige Symbionten wurden in jüngerer Zeit erkannt, als Albert Bernhard Frank 1877 die wechselseitige Beziehung zwischen einem Pilz und einer Alge in Flechten beschrieb .

Siehe auch

Verweise