Популяции паразитов со сложным жизненным циклом пострадали из-за глобального потепления

Зоологи выявили быстрое сокращение численности паразитов в системе заливов Пьюджет-Саунд на западе США. Проанализировав образцы рыб, выловленных за последние сто лет, исследователи пришли к выводу, что паразитов с тремя и более хозяевами каждые десять лет становится на 10,9 процента меньше. При этом численность паразитов с одним или двумя хозяевами за сто лет почти не изменилась. Как отмечается в статье для журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, вероятно, популяции паразитов со сложным жизненным циклом страдают из-за роста температуры моря.

Когда речь заходит о вымирании редких видов, мало кто вспоминает о паразитах. Между тем, они страдают от человеческой деятельности не меньше других живых существ. Если популяция какого-то вида животных сокращается, живущие только на нем паразиты тоже становятся более редкими. Например, вошь-кровохлебка Haematopinus oliveri оказалась на грани полного исчезновения из-за падения численности своего единственного хозяина — карликовой свиньи (Porcula salvania), обитающей у южных склонов Гималаев. В других случаях люди истребляют паразитов намеренно. Так, в ходе программы по разведению редких калифорнийских кондоров (Gymnogyps californianus) в неволе специалисты по охране природы уничтожили инсектицидами всех пухопероедов Colpocephalum californici, которые паразитировали на этих птицах.

Несмотря на то, что сокращение численности и исчезновения паразитов может показаться хорошей новостью, в действительности эти живые существа играют важную роль в экосистемах. Они ограничивают численность хозяев, управляют их поведением и даже направляют ход их эволюции. Неудивительно, что в последние десятилетия зоологи и экологи все сильнее интересуются судьбой паразитов. Однако их работу сильно осложняет почти полное отсутствие данных о динамике численности нечеловеческих паразитов.

Зоолог Челси Вуд (Chelsea L. Wood) из Вашингтонского университета и ее коллеги решили восполнить этот пробел и выяснить, как менялась численность рыбьих паразитов в системе заливов Пьюджет-Саунд на северо-западе США. Для этого исследователи вскрыли несколько сотен влажных препаратов, сделанных из рыб восьми видов, которые были пойманы здесь в 1920-2019 годах (некоторые образцы были выловлены раньше, в 1880-1919 годах). В 699 экземплярах им удалось обнаружить в общей сложности 17702 особи паразитов разных видов.

Затем авторы отобрали наиболее обычные таксоны паразитов, которые встречались по крайней мере у пяти процентов хозяев за все годы. В результате осталось 17259 особей из 85 таксонов с разными жизненными циклами. Среди них представители 20 таксонов напрямую передаются от одной рыбы определенного вида к другой — то есть им необходим только один вид хозяев. Для 21 таксона характерен более сложный жизненный цикл с хозяевами двух разных видов (промежуточным и окончательным), а еще 44 требуются хозяева трех и более видов (несколько промежуточных и один окончательный).

Сопоставив встречаемость паразитов в рыбах из Пьюджет-Саунда со временем их вылова, Вуд и ее коллеги обнаружили, что численность видов с одним или двумя хозяевами почти не изменилась с 1880-1920 годов. Однако паразитов, чей жизненный цикл включает трех или более хозяев, стало заметно меньше. По расчетам авторов, в 1920-2019 годах их численность снижалась в среднем на 10,9 процента за десятилетие.

Представители десяти таксонов паразитов встречались в старых образцах из Пьюджет-Саунда, но в рыбах, пойманных там же в течение примерно сорока последних лет, их обнаружить не удалось. Возможно они исчезли в этой системе заливов. У восьми из этих таксонов жизненный цикл включает трех хозяев, а еще у одного — четырех. Данные цифры дополнительно подчеркивают непропорциональное сокращение численности паразитов со сложным жизненным циклом по сравнению с другими паразитами.

Чтобы выяснить, почему дела у паразитов с тремя и более хозяевами идут так плохо, Вуд и ее коллеги сопоставили изменения их встречаемости с факторами окружающей среды: температурой поверхности моря, концентрацией загрязняющих веществ и плотностью рыб-хозяев. Оказалось, что лучше всего падение численности таких паразитов коррелирует с ростом температуры. У всех видов с тремя и более хозяевами реакция на увеличение средней температуры поверхности моря оказалась отрицательной. Авторы признают, что на изменение численности конкретных видов, скорее всего, влияли и другие, факторы. Например, отдельные виды сокращали численность в ответ на загрязнение воды. Тем не менее, основной причиной сокращения популяций паразитов со сложным жизненным циклом исследователи считают рост температуры моря из-за антропогенного изменения климата.

Ранее ученые уже высказывали предположения, что изменение климата может стать серьезной проблемой для паразитов. Однако Вуд и ее соавторам впервые удалось подтвердить эту гипотезу на практике. По их расчетам, с ростом поверхностной температуры воды в Пьюджет-Саунде на один градус по Цельсию численность паразитов с тремя и более хозяевами сокращается на 38 процентов. Впрочем, не исключено, что основной урон этой группе наносит не рост температур сам по себе, а вызванные им нехватка кислорода, участившееся размножение ядовитых водорослей и рост кислотности океана.

Почему рыбьи паразиты с тремя и более хозяевами пострадали от изменений климата сильнее паразитов с одним и двумя хозяевами, пока неясно. Авторы высказывают несколько возможных объяснений. Согласно первому, чем больше у паразита хозяев, тем выше риск, что по крайней мере один из них станет редким из-за изменений климата. В результате паразиту будет труднее завершить жизненный цикл. А если один из хозяев локально исчезнет из-за глобального потепления, то вслед за ним последует и местная популяция зависящего от него паразита.

Альтернативная гипотеза предполагает, что из-за роста температуры фенология паразитов и хозяев рассинхронизируется, что мешает первым заражать вторых. Виды, которые зависят от трех и более хозяев, должны быть особенно чувствительными к такой рассинхронизации.

В заключение авторы отмечают, что темпы сокращения численности паразитов с тремя хозяевами в Пьюджет-Саунд превышают те, что были зафиксированы для других групп животных, например, североамериканских птиц (их численность в 1970-2017 годах снижалась на 6,3 процента за десятилетие). Это указывает на необходимость принимать меры по охране паразитов. Однако из-за нехватки данных остается неясным, ограничена ли данная проблема одной системой заливов или распространена по всему миру.

Порой изменения климата идут на пользу паразитам, что вредит их хозяевам. Например, недавно ученые обнаружили у антарктических рыб неизвестное кожное заболевание: поражающее около 30 процентов особей. Опухоли вызвали паразитические протисты из семейства Xcellidae которых отнесли к новому роду Notoxcellia с двумя видами: N. coronata и N. picta. Возможно, распространению этих паразитов способствовало глобальное потепление.