11.09.2019

Dlaczego pasożyty istnieją czyli odpowiedzi na pytania uczniów 137 L.O. w Warszawie, cz. 5.

(Pasożytnicza przywra Leucochloridium macrostomum, w czułkach ślimaka bursztynki (Succinea sp.)


Przytoczony przykład z pasożytami (w tym właśnie ten z bursztynką i przywrą na zdjęciu wyżej) w czasie  wykładu pt. Katastrofa klimatyczna: czy wiemy co się stanie czyli po co nam wiedza ekologiczna  dla uczniów z CXXXVII Liceum Ogólnokształcącego z Oddziałami Dwujęzycznymi im. Roberta Schumana w Warszawie, zapewne jest źródłem powyższych pytań. Zostały zadane za pośrednictwem programu Mentimeter i telefonów komórkowych. Na koniec wykładu obiecałem uczniom na wszystkie pytania odpowiedzieć. 

Dwa podobne pytania można rozpatrywać oddzielnie. Drobna semantyczna różnica pozwala spojrzeć na nie nieco inaczej (nie wiem czy zgodnie z intencjami pytających). Pytanie "dlaczego" można traktować jako pytanie o przyczynę - dlaczego i jak to się stało, że pasożyty są na świecie. Drugie pytanie można rozpatrywać w kategorii sensu i celu. Pytanie o sens istnienia implikuje podmiot, który ten sens dostrzega (czy można byłoby postawić pytanie o sens gdyby nie było świadomości, w tym przypadku człowieka? Wykracza to poza nauki ścisłe aczkolwiek jest pytaniem wartościowym. Łatwiej je rozpatrywać na gruncie np. filozofii.

Część odpowiedzi na tytułowe pytanie już zawarłem wcześniej w tekście p. Humanitaryzm w świecie przyrody czyli po co są kleszcze na świecie. Teraz rozszerzę i uzupełnię tamtą wypowiedź. 

Dlaczego istnieją? To pytanie o ewolucję i ekologię w najszerszym znaczeniu. W kontekście poszczególnych gatunków i grup można analizować filogenezę i skupiać się na różnych momentach w tej długiej, ewolucyjnej drodze. W sensie ekologicznym można zastanawiać się dlaczego w ekosystemach istnieją pasożyty. Czyli odnosi się do prób zrozumienia funkcjonowania układów złożonych. Tym w jakimś sensie zajmuje się Ogólna teoria systemów Bertalanffy'ego i ekologia jako taka (nauka przyrodnicza). Dlaczego i skąd się bierze tak duża złożoność i różnorodność, skomplikowane cykle życiowe, tak jest dużo gatunków i tak dużo zależności ekologicznych w ekosystemie? Nie ma prostych i łatwych odpowiedzi. Nauka ich poszukuje. Mamy natomiast dużo wyjaśnień opisowych i obszernych wyjaśnień. W najkrótszym zapisie "jednego wzoru", obejmującego całość wiedzy ekologicznej i ewolucyjnej, brzmiałoby tak: Wszystko ze wszystkim (jest powiązane), wszystko ze wszystkiego (pochodzi, powstaje). Sformułowane przez Greków w starożytności. Łatwe do zapamiętania. Ale cały szkopuł tkwi w rozwinięciu o szczegółowym objaśnieniu.

Na początek warto wyjaśnić niektóre zawiłości terminologiczne, występujące w podręcznikach do ekologii. Pojęcia i terminy są elementem teorii i w nich funkcjonują. Na przestrzeni wielu dziesięcioleci i stuleci rozwoju nauki tych terminów (i teorii) nagromadziło się sporo.Tak jak w starym mieszkaniu spotkać można wiele mebli, pochodzących z różnych okresów i stylów. Nie wszystko jest ze sobą w pełni kompatybilne.Gospodarze ciągle poprawiają, dokupują nowe meble, niektóre stare wyrzucają lub raczej przerabiają, rearanżują wystrój wnętrza. Te same meble ustawiają w innych kompozycjach itd.  Rolą nauki jest porządkowanie i układanie ich według jednej, spójnej teorii. Ale to trwa. Ekologia i ewolucjonizm są dyscyplinami w ciągłym rozwoju. 

Pasożytnictwo to jeden z typów zależności między gatunkami. Można je rozpatrywać w kategorii zysku i straty. W tym kontekście pasożytnictwo to takie relacje, w których jeden gatunek odnosi korzyść (pasożyt) a drugi stratę (żywiciel).  Podział wydaje się prosty. Tyle tylko, że względne jest samo pojęcie korzyści i straty w przyrodzie (korzyść/strata to czysto ludzkie i subiektywne pojęcie). W przyrodzie zjawiska są bardzo złożone a ich granice bardzo nieostre. Czy tę korzyść/stratę rozpatrywać w kategoriach krótkoterminowych czy długoterminowych? Jeśli uznać, że zależności takie jak m.in. pasożytnictwo są także w skutkach sposobem regulacji liczebności populacji, to korzystne jest dla gatunku, że w ekosystemie istnieją takie "zawory bezpieczeństwa". Ponadto przy długotrwałych ewolucyjnie relacjach uzależnienie obu partnerów od siebie może być tak duże, że bez siebie już nie mogą istnieć. Wcześniej w ekologii pojawił się termin "symbioza" na określenie takich ścisłych zależności międzygatunkowych i odnosił się zarówno do obligatoryjnego pasożytnictwa jak i tego, co współcześnie nazywamy mutualizmem. W podręcznikach do botaniki można znaleźć cztery hipotezy powstania porostów, które mówią o... pasożytnictwie. I żeby było ciekawiej, trzy mówią o pasożytnictwie grzyba na glonie a jedna odwrotnie, że to glon pasożytuje na grzybie. Innym przykładem może być teoria cyklicznej endosymbiozy. Nasze eukariotyczne komórki nie mogą istnieć bez mitochondriów (organella, których przodkami są jakieś bakterie). Ale czy powstanie tych organelli wiązało się z pasożytnictwem, nieudanym drapieżnictwem czy innymi zależnościami? W każdym razie skutek jest korzystny obecnie dla obu komponentów.

Pasożytnictwo to relacja międzygatunkowa typu eksploatacji, tak jak roślinożerność i drapieżnictwo. Mieści się w zależnościach pokarmowych, troficznych. Wiąże się z przepływem energii i krążeniem materii w ekosystemach. Najogólniej ekologia wyróżnia heterotrofy i autotrofy. Heterotrofy to organizmy cudzożywne, korzystają z materii organicznej (i energii tam zawartej) innych organizmów. Autotrofy są organizmami samożywnymi, czerpiącymi energię np. z fotosyntezy. Zatem pytanie o pasożyty możemy rozszerzyć o pytanie o heterotrofy. Czy mógłby istnieć świat samych autotrofów? Jakkolwiek organizmy w tym świecie by się nie zjadały to i tak konkurowałyby o zasoby. W przypadku konkurencji też przecież możemy mówić o zysku i stracie.  Oraz o zależnościach antagonistycznych. Dlaczego w ludzkiej kulturze pasożytnictwo ma raczej pejoratywne znaczenie, natomiast drapieżnictwo i roślinożerność już nie? Bo Homo sapiens jest i roślinożerca i drapieżnikiem? 

Eksploatacja to takie zależności jak: roślinożerność, drapieżnictwo, pasożytnictwo i parazytoidy. Rozróżnianie tych zależności wynika z innych kryteriów, np. stosunku wielkości konsumenta i ofiary. Roślinożercy to takie gatunki, które wyłącznie lub głównie zjadają rośliny (wliczając w to glony, czyli ogólnie konsumują autotrofy). Drapieżniki są zazwyczaj większe od swoich ofiar lub zbliżonej wielkości. Dlatego zjadają (zabijają) swoje ofiary (w sensie osobnik, jednostka). Ale w jakimś sensie eksploatują czy nawet pasożytują na populacji. Zjadają osobniki ale cała populacja ofiar jest żywa i trwa. Pasożyt jest zazwyczaj dużo mniejszy od swojej ofiary. Zjada np. komórki ale pasożytuje-eksploatuje na osobniku. Osobnik jest osłabiony ale cały czas żyje. Parazytoidy to coś pośredniego - zabiją swoją ofiarę... ale po troszeczku i na raty. W interesie pasożyta jest aby nie zabijać swojej ofiary (bo znikną zasoby i środowiska życia, śmierć ofiary to także śmierć pasożyta) a w interesie drapieżcy jest aby populacja ofiary cały czas egzystowała. Możemy więc rozpatrywać także i pasożytnictwo jako element regulacji w ekosystemie. Wtedy sens i przyczyny przenosimy na grunt rozważania nad strukturą i funkcjonowaniem ekosystemu. Bardzo ważnym zagadnieniem pozostaje rozróżnianie części  i całości. Na dodatek jest to względne, bo konkretny osobnik można rozpatrywać jako całość (dla jego części składowych, komórek, tkanek, organów) i jako część ... w populacji czy ecosystem. Wszystko ze wszystkim jest powiązane, na różne sposoby i w różnej skali.

Jeśli wprowadzić kryterium zysku i straty, wtedy pasożytnictwo zaliczymy do relacji antagonistycznych (w których przynajmniej jeden partner ponosi stratę: drapieżnictwo, konkurencja, amensalizm, pasożytnictwo). W tej konwencji możemy mówić także o zależnościach neutralnych (brak relacji widocznych, nie ma więc zysków i strat) oraz o zależnościach nieantagonistyczny czyli protekcjonistycznych (protokooperacja, mutualizm) - gdy obaj partnerzy odnoszą korzyści. 

Dlaczego są pasożyty? Bo mogą, bo ewolucja ich nie wyeliminowała. Bo znalazły dla siebie niszę, miejsce w ekosystemie. Są jednym z wielu elementów regulacyjnych w ekosystemie. Swoistym zaworem bezpieczeństwa. A jaki jest sens ich istnienia? Takie pytanie stawiać może tylko świadomość, istoty obdarzone świadomością i inteligencją. Jest to pytanie o celowość we wszechświecie. Skoro są, to jaki jest sens ich istnienia? Może regulacja w ekosystemie, może jest to droga na zwiększanie złożoności życia? Może niezbędny etap rozwoju złożonego życia? Niezwykle ważne pytanie, których nauki przyrodnicze z definicji nie podejmują (bo nie poddają się falsyfikacji). Ale podejmuje filozofia. Ponadto nauki przyrodnicze dostarczają danych, które można w takiej dyskusji filozoficznej wykorzystać. Trudne i ważne pytania o sens... są cechą charakterystyczną dla Homo sapiens. Niewątpliwie warto je stawiać i nad nimi się zastanawiać. 

I jeszcze na koniec opis tego co na zdjęciu i na filmiku wyżej. Jest to ślimak bursztynka z pasożytująca przywrą Leucochloridium macrostomum. Ślimak jest żywicielem pośrednim. Przywry rozwijają się, rosną i wędrują do czułków simaka. Zmieniaj także jego zachowanie. Ślimaki wspinają się wysoko na roślinność, stają się przez to dobrze widoczne dla ptaków. Na dodatek przywry cały czas "pulsują", przez co czułki ślimaka upodabniają się do poruszających się larw owadów. Ptaki skuszone takim widokiem atakują i albo zjadają całego ślimaka albo tylko zjadają same czułki. Dla ślimaka to ewidentna strata (utrata życia lub okaleczenie). Dla przywry to zysk, bo dostaje się do żywiciela ostatecznego, w którym kończy rozwój. 



Czytaj także:
c.d.n.

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz