Värd (biologi) -Host (biology)

Den svarta råttan är en reservoarvärd för böldpest . De orientaliska råttlopporna som angriper råttorna är vektorer för sjukdomen.

Inom biologi och medicin är en värd en större organism som hyser en mindre organism ; oavsett om det är en parasitisk , mutualistisk eller kommensalistisk gäst ( symbiont ). Gästen får vanligtvis näring och tak över huvudet. Exempel inkluderar djur som är värd för parasitmaskar ( t.ex. nematoder ), celler som hyser patogena (sjukdomsframkallande) virus , en bönväxt som är värd för mutualistiska (nyttigt)kvävefixerande bakterier . Närmare bestämt inom botanik , tillhandahåller en värdväxt matresurser till mikropredatorer, som har ett evolutionärt stabilt förhållande till sina värdar som liknar ektoparasitism . Värdområdet är samlingen av värdar som en organism kan använda som partner.

Symbios

Symbios spänner över en mängd olika möjliga relationer mellan organismer, som skiljer sig åt i deras varaktighet och deras effekter på de två parterna. Om en av partnerna i en förening är mycket större än den andra, är den allmänt känd som värd. Vid parasitism gynnas parasiten på värdens bekostnad. I kommensalism lever de två tillsammans utan att skada varandra, medan i mutualism gynnas båda parter.

De flesta parasiter är bara parasitära under en del av sin livscykel. Genom att jämföra parasiter med deras närmaste frilevande släktingar har parasitism visat sig ha utvecklats vid minst 233 separata tillfällen. Vissa organismer lever i nära anslutning till en värd och blir bara parasitära när miljöförhållandena försämras.

En parasit kan ha en långvarig relation med sin värd, vilket är fallet med alla endoparasiter. Gästen uppsöker värden och skaffar mat eller annan tjänst av den, men dödar den vanligtvis inte. Däremot tillbringar en parasitoid en stor del av sitt liv inom eller på en enda värd, vilket i slutändan orsakar värdens död, med några av de involverade strategierna som gränsar till predation . I allmänhet hålls värden vid liv tills parasitoiden är fullvuxen och redo att gå vidare till nästa livsstadium. En gästs relation till sin värd kan vara intermittent eller tillfällig, kanske förknippad med flera värdar, vilket gör förhållandet likvärdigt med växtätande av ett vildlevande djur. En annan möjlighet är att förhållandet mellan värd och gäst kanske inte har någon permanent fysisk kontakt, som i gökens yngelparasitism .

Värdar för parasiter

Jämförde strategier för mikropredator , parasit , parasitoid och predator . Deras interaktion med sina värdar bildar ett kontinuum. Mikropredation och parasitoidism anses nu vara evolutionära strategier inom parasitism.

Parasiter följer en mängd olika evolutionära strategier, och placerar sina värdar i ett lika brett spektrum av relationer. Parasitism innebär värd-parasit-samevolution , inklusive upprätthållande av genpolymorfismer i värden, där det finns en avvägning mellan fördelen med resistens mot en parasit och en kostnad såsom sjukdom orsakad av genen.

Typer av värdar

  • Definitiv eller primär värd - en organism där parasiten når vuxenstadiet och förökar sig sexuellt, om möjligt. Detta är den sista värden.
  • Sekundär eller mellanvärd - en organism som hyser den sexuellt omogna parasiten och som krävs av parasiten för att genomgå utveckling och fullborda sin livscykel. Den fungerar ofta som en vektor för parasiten för att nå sin definitiva värd. Till exempel använder Dirofilaria immitis , hjärtmasken hos hundar, myggan som sin mellanvärd tills den mognar in i det infektiösa L3- larvstadiet .

Det är inte alltid lätt eller ens möjligt att identifiera vilken värd som är definitiv och vilken sekundär. Eftersom livscyklerna för många parasiter inte är väl förstådda, ibland märks den subjektivt viktigare organismen godtyckligt som definitiv, och denna beteckning kan fortsätta även efter att den har visat sig vara felaktig. Till exempel betraktas slammaskar ibland som "mellanvärdar" för laxfiskens virvlande sjukdom , även om den myxosporiska parasiten reproducerar sig sexuellt inuti dem. Vid trikinos , en sjukdom som orsakas av rundmaskar , har värden reproduktiva vuxna i matsmältningskanalen och omogna ungdomar i sina muskler , och är därför både en mellanliggande och en definitiv värd.

  • Paratenisk eller transportvärd - en organism som hyser den sexuellt omogna parasiten men som inte är nödvändig för att parasitens utvecklingscykel ska utvecklas. Parateniska värdar fungerar som "dumpar" för icke-mogna stadier av en parasit där de kan ackumuleras i höga antal. Trematoden Alaria americana kan tjäna som ett exempel: de så kallade mesocercarial stadierna av denna parasit finns i grodyngel , som sällan äts av den definitiva hundvärden. Grodyngeln är oftare rov på ormar , där mesocercariae kanske inte genomgår vidare utveckling. Däremot kan parasiterna ackumuleras i ormens parateniska värden och infektera den definitiva värden när ormen konsumeras av en hund. Nematoden Skrjabingylus nasicola är ett annat exempel, med sniglar som mellanvärdar, näbbmus och gnagare som parateniska värdar och musseldjur som definitiva värdar.
  • Återvändsgränd, tillfälligt, eller oavsiktlig värd- en organism som i allmänhet inte tillåter överföring till den definitiva värden, vilket hindrar parasiten från att fullborda sin utveckling. Till exempel är människor och hästar återvändsgränder för West Nile-viruset , vars livscykel normalt är mellan kulinarmyggor och fåglar. Människor och hästar kan bli smittade, men nivån av virus i blodet blir inte tillräckligt hög för att smitta vidare till myggor som biter dem.
  • Reservoarvärd - en organism som hyser en patogen men som inte lider av några negativa effekter. Det fungerar dock som en infektionskälla för andra arter som är mottagliga, med viktiga konsekvenser för sjukdomskontroll . En enda reservoarvärd kan återinfekteras flera gånger.

Plantera värdar av mikropredatorer

Mikropredation är en evolutionärt stabil strategi inom parasitism, där ett litet rovdjur lever parasitiskt på en mycket större värdväxt och äter delar av den.

Utbudet av växter som en växtätande insekt livnär sig på kallas dess värdområde. Detta kan vara brett eller smalt, men det inkluderar aldrig alla växter. Ett litet antal insekter är monofaga och livnär sig på en enda växt. Silkesmasklarven är en av dessa, med mullbärsblad som den enda maten som konsumeras. Oftare är en insekt med ett begränsat värdområde oligofag, och är begränsad till ett fåtal närbesläktade arter, vanligtvis i samma växtfamilj. Diamantbackmalen är ett exempel på detta, och livnär sig uteslutande på brassicas , och larven av potatisfjärilen livnär sig på potatis, tomater och tobak, alla medlemmar av samma växtfamilj, Solanaceae . Växtätande insekter med ett brett utbud av värdar i olika växtfamiljer är kända som polyfaga . Ett exempel är hermelinfjärilen vars larver livnär sig på al , mynta , groblad , ek , rabarber , vinbär , björnbär , docka , rabbört , nässla och kaprifol .

Influensavirus kan förändras genom genetiskt omsortiment när det färdas mellan olika värdar i sitt sortiment.

Växter producerar ofta giftiga eller osmakliga sekundära metaboliter för att avskräcka växtätare från att äta på dem. Monofaga insekter har utvecklat specifika anpassningar för att övervinna dem i deras specialistvärdar, vilket ger dem en fördel gentemot polyfaga arter. Detta innebär dock att de löper större risk att dö ut om deras utvalda värdar drabbas av bakslag. Monofaga arter kan livnära sig på det ömma unga lövverket med höga koncentrationer av skadliga kemikalier som polyfaga arter inte kan livnära sig på, eftersom de måste nöja sig med äldre blad. Det finns en avvägning mellan avkommans kvalitet och kvantitet; specialisten maximerar chanserna för sina ungar att blomstra genom att ägna stor uppmärksamhet åt valet av värd, medan generalisten producerar större antal ägg under suboptimala förhållanden.

Vissa insekters mikropredatorer migrerar regelbundet från en värd till en annan. Hagtorn -morotsbladlössen övervintrar på sin primära värd, ett hagtornsträd , och vandrar under sommaren till sin sekundära värd, en växt i morotsfamiljen .

Värdsortiment

Värdområdet är den uppsättning värdar som en parasit kan använda som partner. När det gäller mänskliga parasiter påverkar värdområdet parasitismens eller sjukdomens epidemiologi.

Värd sortiment av virus

Till exempel kan produktionen av antigena förändringar i influensa A-virus vara resultatet av att grisar är infekterade med viruset från flera olika värdar (som människa och fågel). Denna saminfektion ger en möjlighet att blanda de virala generna mellan befintliga stammar och därigenom producera en ny viral stam. Ett influensavaccin som produceras mot en befintlig virusstam kanske inte är effektivt mot denna nya stam, som då kräver att ett nytt influensavaccin förbereds för att skydda den mänskliga befolkningen.

Icke-parasitära föreningar

Mutualistiska värdar

Mykorrhiza , en mutualistisk växelverkan mellan en växts rötter och en svamp

Vissa värdar deltar i fullt mutualistiska interaktioner med båda organismerna är helt beroende av den andra. Till exempel är termiter värdar för protozoerna som lever i deras tarm och som smälter cellulosa , och den mänskliga tarmfloran är avgörande för effektiv matsmältning . Många koraller och andra marina ryggradslösa djur hyser zooxanthellae , encelliga alger, i sina vävnader. Värden tillhandahåller en skyddad miljö i en väl upplyst position för algerna, samtidigt som den drar nytta av de näringsämnen som produceras av fotosyntesen som kompletterar dess kost. Lamellibrachia luymesi , en jätterörmask på djuphavsområdet, har en obligatorisk ömsesidig association med inre, sulfidoxiderande, bakteriella symbionter. Rörmasken extraherar de kemikalier som bakterierna behöver från sedimentet och bakterierna förser slangmasken, som saknar mun, med näringsämnen. Vissa eremitkräftor placerar bitar av svamp på skalet som de lever i. Dessa växer över och löser så småningom upp blötdjurets skal; krabban behöver kanske aldrig byta ut sin boning igen och är väl kamouflerad av överväxten av svamp.

En viktig värdrelation är mykorrhiza , en symbiotisk association mellan en svamp och rötterna hos en kärlvärdväxt. Svampen får kolhydrater, fotosyntesens produkter, medan växten får fosfater och kväveföreningar som svampen förvärvar från jorden. Över 95 % av växtfamiljerna har visat sig ha mykorrhizaassociationer. Ett annat sådant förhållande är mellan baljväxter och vissa kvävefixerande bakterier som kallas rhizobia som bildar knölar på växtens rötter. Värden förser bakterierna med den energi som behövs för kvävefixering och bakterierna tillhandahåller mycket av det kväve som värden behöver. Sådana grödor som bönor , ärtor , kikärter och alfalfa kan fixera kväve på detta sätt, och att blanda klöver med gräs ökar avkastningen på betesmarker.

Neurotransmittorn tyramin som produceras av kommensala Providencia - bakterier, som koloniserar tarmen hos nematoden Caenorhabditis elegans , kringgår kravet på att dess värd ska biosyntetisera tyramin. Denna produkt omvandlas sedan troligen till oktopamin av värdenzymet tyramin-β-hydroxylas och manipulerar ett sensoriskt beslut hos värdarna.

Värdar i städsymbios

Värdar av många arter är involverade i rengöring av symbios , både i havet och på land, och använder sig av mindre djur för att rensa dem från parasiter. Rengöringsmedel inkluderar fisk, räkor och fåglar; värdar eller kunder inkluderar ett mycket bredare utbud av fiskar, marina reptiler inklusive sköldpaddor och leguaner, bläckfisk, valar och landlevande däggdjur. Värden verkar dra nytta av interaktionen, men biologer har ifrågasatt om detta är ett verkligt ömsesidigt förhållande eller något som ligger närmare parasitism av städaren.

Sjuksköterskahajen är värd för kommensala remoras , som får en gratis åktur och som kan fungera som städare

Kommensal värdar

Remoras (även kallade suckerfiskar) kan simma fritt men har utvecklade sossar som gör att de kan fästa sig på släta ytor, få en fri åktur ( fores ), och de tillbringar större delen av sitt liv med att hålla fast vid ett värddjur som en val, sköldpadda eller haj . Emellertid kan förhållandet vara ömsesidigt, eftersom remoror, även om de inte allmänt anses vara renare fiskar , ofta konsumerar parasitära copepoder : dessa finns till exempel i maginnehållet i 70 % av den vanliga remoran . Många blötdjur , havstulpaner och mångmaskar fäster sig vid ryggskölden på den atlantiska hästskokrabban ; för vissa är detta ett bekvämt arrangemang, men för andra är det en obligatorisk form av kommensalism och de bor ingen annanstans.

Historia

Den första värden som uppmärksammades i forntida tider var mänsklig: mänskliga parasiter som hakmask är registrerade från det antika Egypten från 3000 f.Kr. och framåt, medan i antikens Grekland beskriver Hippocratic Corpus mänsklig blåsmaskar . Den medeltida persiske läkaren Avicenna registrerade parasiter på människor och djur inklusive rundmaskar, trådmaskar, Guineamasken och bandmaskar. I tidigmodern tid registrerade Francesco Redi djurparasiter, medan mikroskopisten Antonie van Leeuwenhoek observerade och illustrerade protozoen Giardia lamblia från "sin egen lösa avföring".

Värdar för mutualistiska symbionter erkändes mer nyligen, när Albert Bernhard Frank 1877 beskrev det mutualistiska förhållandet mellan en svamp och en alg i lavar .

Se även

Referenser