Тюленьи вши Lepidophthirus macrorhini, паразитирующие на морских слонах, могут переносить гидростатическое давление в 200 атмосфер. К такому выводу пришли энтомологи, проведя серию экспериментов с этими насекомыми. По словам ученых, до сих пор было неясно, могут ли тюленьи вши пережить рекордные погружения хозяев, но новый эксперимент показал, что могут. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Journal of Experimental Biology.
Насекомые процветают в большинстве наземных и пресноводных экосистем, а вот в морях они практически отсутствуют: даже знаменитые морские водомерки из рода Holobates живут на поверхности океанов, не погружаясь в толщу воды. Только одна группа насекомых в полной мере испытывает на себе все сложности, связанные с жизнью в море, — это вши из семейства Echinophthiriidae, некоторые виды которых паразитируют на ластоногих (хозяевами остальных являются речные выдры).
От редактора
«Вшами» часто называют различных ракообразных, которые паразитируют на водных животных . Известны, например, китовые вши (Cyamidae) и карповые вши (Branchiura). Однако семейство Echinophthiriidae относится к числу настоящих насекомых: его родственники — печально известные головные вши (Pediculus humanus capitis), которые досаждают людям.
Особенно сложно приходится вшам, которые кормятся на настоящих тюленях. Эти млекопитающие порой по несколько месяцев не покидают воду и ныряют на глубину до двух километров. Эксперименты показывают, что тюленьи вши по крайней мере отчасти адаптированы к подобным нагрузкам: например, они, судя по всему, могут дышать исключительно растворенным в воде кислородом. Тем не менее, в целом приспособления этих насекомых к жизни в море изучены слабо: ученым даже неясно до конца, могут ли тюленьи вши пережить глубокое погружение хозяина.
Чтобы ответить на этот вопрос, команда специалистов главе с Клаудио Лаззари (Claudio R. Lazzari) из Турского университета решила выяснить, как хорошо тюленьи вши приспособлены к высокому гидростатическому давлению. В качестве объекта исследования они выбрали вид Lepidophthirus macrorhini. Это насекомое паразитирует на южных морских слонах (Mirounga leonina) — гигантских ластоногих, которые ныряют на рекордную для этой группы млекопитающих глубину.
Ученые собрали вшей (взрослых особей и личинок) с 15 детенышей морских слонов из колонии, расположенной на аргентинском полуострове Вальдес. Их содержали в аквариумах, наполненных морской водой с температурой 13 градусов по Цельсию, и извлекали оттуда для экспериментов. Толерантность насекомых к высокому давлению определяли с помощью установки из бронзовой барокамеры, баллона для акваланга и манометра.
Подопытных вшей подвергали воздействию давления в 30, 80, 150 и 200 килограммов на квадратный сантиметр. Эти показатели соответствуют 300, 800, 1500 и 2000 метрам ниже уровня моря соответственно. Каждая проверка занимала десять минут, после чего насекомых извлекали из установки и проверяли, живы ли они. Если в течение двух часов вошь не подавала признаков жизни, она считалась мертвой. Выживших особей после сорокаминутного восстановления вновь помещали в барокамеру и тестировали повторно. Во втором опыте их подвергали давлению либо в 30, либо в 200 килограммов на квадратный сантиметр.
69 из 75 подопытных вшей смогли пережить обе проверки, включая воздействие давления до 200 килограммов на квадратный сантиметр, что примерно соответствует 200 атмосферам. Выживаемость взрослых особей и личинок не отличалась, однако молодым особям понадобилось больше времени на восстановление после воздействия максимального давления. Возможно, это объясняется тем, что у взрослых вшей тело покрыто чешуйками, которые обеспечивают некоторую механическую защиту.
Одну из особей по ошибке подвергли давление в 450 килограммов на квадратный сантиметр, и она выжила. Это соответствует 4,5 тысячи метров ниже уровня моря, что на 1,5 тысячи глубже, чем может погрузиться любое млекопитающее: рекорд в почти три тысячи метров принадлежит зубатому киту клюворылу (Ziphius cavirostris).
Результаты исследования подтвердили, что тюленьи вши без особых проблем переживают погружение хозяина на огромную глубину. Это проливает свет не только на биологию этих необычных паразитов, но и дает новое топливо для дискуссий о том, что не позволило насекомым освоить моря и океаны. Пример тюленьих вшей показывает, что причина вряд ли лежит в сфере физиологических ограничений.
Клаудио Лаззари интересуется не только тюленьими вшами, но и другими паразитами — клещами. Недавно его команда доказала, что нимфы клещей Ornithodoros rostratus во время питья крови охлаждаются собственной мочой. Испаряясь с поверхности тела паукообразного, жидкость снижает его температуру на три градуса Цельсия.
Сергей Коленов
Это первый случай заражения людей этим паразитом
Австралийские врачи обнаружили в мозге жительницы Нового Южного Уэльса личинку паразитического червя Ophidascaris robertsi, взрослые особи которого живут в пищеводе и желудке ковровых питонов. До этого пациентку больше года лечили от эозинофильной пневмонии — однако установить ее причину удалось только когда, женщина начала жаловаться на забывчивость и усиление депрессии, после чего медики сделали томографию мозга и биопсию. Как отмечается в статье для журнала Emerging Infectious Diseases, это первый известный случай заражения человека O. robertsi. Скорее всего, женщина проглотила яйца паразита вместе с листьями съедобных растений, которые собирала на озере около дома. Дикие и домашние животные часто передают людям паразитов и возбудителей инфекций. Такие случаи, как правило, не удивляют врачей и хорошо поддаются лечению. Тем не менее, порой люди заражаются от животных по-настоящему экзотическими болезнями. Например, недавно мы рассказывали о том, как игуана укусила трехлетнюю девочку за руку и инфицировала ее нетуберкулезной микобактерией Mycobacterium marinum. А британские медики выявили у мужчины, которого покусал бродячий кот, совершенно новый вид патогенных бактерий из рода Globicatella. Похожий пример описала команда врачей, которую возглавил Санджайа Сенанаяке (Sanjaya N. Senanayake) из Службы здравоохранения Канберры. В центре внимания специалистов оказалась 64-летняя жительница Нового Южного Уэльса, которая в январе 2021 года попала в больницу местного уровня с жалобами на боли в животе, диарею, сухой кашель и ночную потливость. Эти симптомы длились на протяжении трех недель. Компьютерная томография выявила поражение легких по типу матового стекла и повреждение печени и селезенки, а концентрация эозинофилов в жидкости, полученной при бронхоскопии, составила около 30 процентов. При этом никаких признаков злокачественных новообразований, инфекций, паразитов и аутоиммунных заболеваний выявить не удалось. В результате женщине диагностировали эозинофильную пневмонию неясной этиологии и прописали преднизолон, благодаря которому ее состояние частично улучшилось. Однако спустя три недели пациентку доставили в больницу в Канберре с рецидивом лихорадки и постоянным кашлем на фоне приема преднизолона. Здесь ее осмотрели Сенанаяке и его коллеги. Повторная компьютерная томография подтвердила, что у женщины поражены легкие, печень и селезенка, но выявить причину ее состояния не удавалось. Судя по результатам анализов, она не была заражена патогенными бактериями или грибками, в ее крови не было антител к паразитическим плоским червям шистосоме, эхинококку и двуусткам, а в фекалиях отсутствовали их яйца. Поскольку в молодости пациентка путешествовала по Южной Африке, Азии и Европе, медики предположили, что она может быть заражена кишечными угрицами (Strongyloides), и в дополнение к преднизолону и микофеноловой кислоте прописали ей ивермектин в течение двух дней подряд и повторную дозу через две недели. К середине 2021 года состояние легких и печени у пациентки, судя по результатам компьютерной томографии, улучшилось, хотя поражение селезенки сохранилось. В январе 2022 года врачи назначили ей меполизумаб, благодаря чему концентрация эозинофилов в крови пришла в норму, что позволило уменьшить дозу преднизолона без усиления респираторных синдромов. Однако затем в течение трех месяцев на фоне приема меполизумаба, микофеноловой кислоты и преднизолона женщина начала жаловаться на усиление депрессии (от которой она страдала и прежде) и забывчивость. Чтобы понять причину этих новых симптомов, Сенанаяка и его коллеги провели пациентке магнитно-резонансную томографию головного мозга, которая выявила поражение правой лобной доли размером тринадцать на десять миллиметров. В июне 2022 года врачи провели биопсию, в результате которой заметили и удалили из очага поражения струнообразную структуру. При ближайшем рассмотрении оказалось, что это живой и подвижный гельминт длиной 80 миллиметров. Осмотрев паразита, исследователи по его красной расцветке и строению ротового аппарата, кишечника и репродуктивной системы пришли к выводу, что перед ними личинка круглого червя Ophidascaris robertsi третьего возраста. Генетический анализ подтвердил гипотезу. Основным хозяином O. robertsi считается ковровый питон (Morelia spilota) — крупная змея, широко распространенная в Австралии и на близлежащих островах. Взрослые паразиты обитают в пищеводе и желудке питонов, а их яйца выходят наружу с фекалиями. После этого они попадают в организм промежуточных хозяев — мелких млекопитающих. А когда тех съедают питоны, жизненный цикл паразита замыкается. По словам Сенанаяки и его коллег, их пациентка стала первым человеком, у которого диагностировали заражение O. robertsi. Более того, в человеческом организме никогда не находили и других представителей рода Ophidascaris (кроме того, этих червей никогда не находили в мозге животных). Вероятно, женщина получила змеиных паразитов от ковровых питонов, которые жили в озере рядом с ее домом. Непосредственно со змеями она не контактировала, однако собирала на берегах водоема новозеландский шпинат (Tetragonia tetragonoides), на листьях которого могли остаться яйца O. robertsi. Судя по всему, женщина проглотила яйца паразита, когда готовила или ела листья шпината, в результате чего и произошло заражение. После операции пациентке назначили курс ивермектина и альбендазола, чтобы уничтожить паразитов, которые потенциально могли находиться в других органах (а также курс дексаметазона для борьбы с воспалением). Через шесть месяцев уровень эозинофилов у нее оставался в норме, а проблемы с забывчивостью и депрессией частично разрешились (хотя и не исчезли полностью). По мнению авторов, большая часть проблем со здоровьем у пациентки объяснялась перемещениями личинок во внутренние органы, при этом препараты по подавлению иммунитета, которые она получала в начале лечения, позволили по крайней мере одному из паразитов проникнуть в мозг. А вот поражение селезенки, которое сохранилось даже после лечения, скорее всего, следует считать отдельной патологией. Ранее мы рассказывали о том, как паразиты способствовали горизонтальному переносу генов между змеями и лягушками. В результате длинный ретротранспозон Bovine-B переходил от змей к лягушкам как минимум 54 раза в период между 85 и 1,3 миллионами лет назад.