Parasitisme

Parasites sur les humains

"L'homme est l'hôte de près de 300 espèces de vers parasites et de plus de 70 espèces de protozoaires, dont certains proviennent de nos ancêtres primates et d'autres ont été acquis par les animaux que nous avons domestiqués ou avec lesquels nous sommes entrés en contact au cours de notre histoire relativement courte sur Terre. Notre connaissance des infections parasitaires s'étend jusqu'à l'antiquité".

Contexte biologique

Lorsque l'on applique la définition ci-dessus, de nombreux organismes qui mangent des plantes peuvent être considérés comme des parasites, car ils se nourrissent en grande partie ou entièrement d'une seule plante. On peut citer comme exemple de nombreux insectes herbivores : les hémiptères ou les véritables insectes (cicadelles, cicadelles, pucerons, cochenilles et aleurodes). Les larves de lépidoptères se nourrissent généralement d'un seul individu de l'espèce de plante hôte, et ce qu'elles mangent représente la majeure partie de la nourriture pendant toute leur vie. De plus, les chenilles peuvent et souvent causent de sérieux dommages au feuillage de l'hôte. D'autres ordres ont également de nombreux herbivores parasites : Thysanoptères (thrips), coléoptères (coléoptères), diptères (mouches).

Les parasites des grands animaux sont à l'origine de nombreuses recherches menées à des fins vétérinaires et médicales. Ces parasites comprennent des virus, des bactéries, des protozoaires, des vers plats (douve et ténia), des nématodes (vers ronds), des arthropodes (crustacés, insectes, acariens). Les guêpes et les mouches parasites présentent un grand intérêt pour l'entomologiste et peuvent être utilisées dans la lutte biologique.

D'autre part, de nombreux insectes suceurs de sang (tels que les moustiques) n'ont qu'un contact de courte durée avec un hôte, et ne doivent donc peut-être pas être considérés comme des parasites. ^p5

Un grand nombre d'espèces sont parasitaires. Une étude sur les habitudes alimentaires des insectes britanniques a montré qu'environ 35% d'entre eux étaient des parasites des plantes, et un peu plus des parasites des animaux. Cela signifie que près de 71% des insectes en Grande-Bretagne sont parasites. Comme les insectes britanniques sont mieux connus que ceux d'ailleurs (en raison de la durée de leur étude), cela signifie que la majorité des espèces d'insectes dans le monde sont parasitaires. De plus, il existe plusieurs autres embranchements d'invertébrés qui sont entièrement ou largement parasitaires. On trouve des vers plats et des vers ronds dans pratiquement toutes les espèces sauvages de vertébrés. Les parasites protozoaires sont également omniprésents. Par conséquent, le parasitisme est presque certainement le mode d'alimentation le plus courant sur Terre.

"Il est clair que le parasitisme en tant que mode de vie est plus courant que toutes les autres stratégies d'alimentation combinées". ^p8

Acariens parasitant un moissonneur

Terminologie du parasitisme

• Les ectoparasites vivent à l'extérieur d'une plante ou d'un animal.
• Les endoparasites vivent à l'intérieur d'une plante ou d'un animal. Les parasites intracellulaires vivent à l'intérieur des cellules ; les parasites intercellulaires vivent dans les espaces entre les cellules.
• Les parasitoïdes sont des organismes dont le développement larvaire a lieu dans le corps d'un autre organisme, ce qui entraîne la mort de l'hôte. Il existe douze Superfamilles de guêpes qui sont entièrement ou principalement des parasitoïdes, comme les guêpes ichneumonoïdes, dont les espèces comptent plus de 80 000 individus. L'interaction entre le parasitoïde et l'hôte est fondamentalement différente de celle des vrais parasites et de leur hôte, et partage certaines caractéristiques avec la prédation.
• Un vecteur est une tierce partie qui transporte le parasite vers l'hôte. Ainsi, dans le cas du paludisme, le moustique est le vecteur, le protozoaire Plasmodium est le parasite et le mammifère est l'hôte. Le moustique est à la fois un ectoparasite et un vecteur.
• Un épiparasite est un parasite qui se nourrit d'un autre parasite.
• Les kleptoparasites volent la nourriture d'autres espèces.
• Les parasites de la couvée (comme le coucou) incitent d'autres espèces à élever leurs petits. Le vacher est un autre parasite de la couvée.
• Les parasites sociaux profitent des interactions entre les membres d'organismes sociaux tels que les fourmis ou les termites.

Écologie

Dispersion et reproduction

Les parasites sont adaptés aux petits habitats séparés. Pour un parasite, chaque hôte est une île entourée d'un environnement hostile. Pour un petit organisme, la distance entre les hôtes, ou groupes d'hôtes, est un danger. Les adaptations permettant de surmonter ce danger sont :

• Production de masse de spores ou d'œufs.
• Dispersion des femelles fertiles.
• Dispersion par fixation à un organisme plus grand (nombreux ectoparasites).
• Extrême longévité des stades de repos (spores ou kystes). Par exemple, les nématodes parasites des plantes peuvent rester au repos pendant 23 ans.
• La parthénogenèse, et la consanguinité entre les descendants d'une même femelle, sont courantes chez les parasites.

Les parasites existent donc en petits groupes génétiquement similaires, avec peu de flux de gènes entre eux. Par conséquent, ils ont des adaptations pour résoudre leurs problèmes de dispersion et de reproduction.

Les parasites sont hautement spécialisés

Les parasites sont confrontés à un environnement qui varie dans le temps et l'espace. Par conséquent, il existe à la fois des races locales (géographiques) et un polymorphisme. Les deux peuvent se produire chez la même espèce. Les parasites sont des mangeurs très spécialisés : de nombreuses espèces n'ont qu'un seul hôte à n'importe quel stade de leur cycle de vie. Quelques-unes utilisent plus de deux espèces hôtes.

Des cycles de vie complexes

De nombreux parasites ont un cycle de vie complexe. Les trémadodes, les douvettes, sont une classe parasitaire de vers plats (Platyhelminthes), avec plus de 20 000 espèces. La plupart d'entre eux infectent les mollusques dans la première partie du cycle de vie, et les vertébrés dans la deuxième partie. La biologie du typhus des arbustes est encore plus complexe. Elle implique ces facteurs :

1. La bactérie pathogène Rickettsia.

2. Les chiggers, qui sont des acariens ectoparasites.

3. Petits mammifères, en particulier les rats.

4. Végétation broussailleuse avec des conditions humides

5. Humains traversant des zones où les éléments ci-dessus sont présents.

L'occurrence de tous ces facteurs ensemble serait limitée dans l'espace et brève dans le temps. Ceci est typique de l'écologie des infections parasitaires.

Évolution

Spéciation rapide

Les taux d'évolution et de spéciation peuvent tous deux être élevés. Les espèces apparentées sont très courantes chez l'insecte Erythroneura, dont les quelque 150 transferts d'un hôte à l'autre ont donné naissance à environ 500 espèces dans le genre.

La preuve la plus évidente vient de la grande taille de nombreuses familles parasitaires.

"Même si certains taxons parasites ont évolué beaucoup plus tard que les taxons prédateurs, les familles de parasites sur les plantes sont en moyenne presque huit fois plus grandes que celles des prédateurs, et les familles de parasites sur les animaux sont plus de dix fois plus grandes". ^p26

Parfois, il y a de bonnes preuves de la vitesse de spéciation. Par exemple, cinq espèces ou plus du papillon de nuit Hedylepta ont dû évoluer en 1000 ans à Hawaï, car elles sont spécifiques à la banane, qui n'a été introduite qu'à cette époque.

Rayonnement adaptatif

Le rayonnement adaptatif des parasites est important. Son développement dans chaque taxon (groupe) dépend de :

La diversité des hôtes. Le nombre d'espèces dans le groupe parasité et leurs différences entre elles.

La taille de l'hôte cible : taille du corps, population, répartition géographique.

Le temps d'évolution disponible pour la colonisation des hôtes.

La pression sélective pour la modification de l'évolution.

La diversité des hôtes est un facteur important. Si de nombreuses espèces d'hôtes apparentés sont disponibles, alors de nombreuses espèces de parasites apparentés vont évoluer. Les acariens sur les familles de lépidoptères ou les puces sur les mammifères et les oiseaux en sont de bons exemples. La règle d'Eichler va comme suit :

"Lorsqu'on compare un grand groupe d'hôtes composé d'une grande variété d'espèces à un groupe équivalent composé de peu de représentants, c'est le groupe le plus important qui présente la plus grande diversité de faune parasitaire".

Les deux chênes britanniques abritent directement quelque 439 espèces de parasites, et indirectement plusieurs centaines d'autres qui parasitent ces parasites. "Il serait certainement sous-estimé de dire que les deux espèces de chênes britanniques sont les produits primaires d'un millier d'espèces de parasites". ^{p28 Il est} évident que la grande taille de ces arbres est un facteur dans le nombre d'espèces de parasites. En général, cela tient au fait que l'hôte est une plante ou un animal. Un grand oiseau abritera plus d'espèces d'ectoparasites qu'un petit oiseau.

Plus de temps, plus d'espèces

Une des raisons pour lesquelles les grands arbres ont autant de parasites est qu'ils peuvent avoir vécu longtemps dans une zone particulière par rapport à d'autres types de plantes. Ils ont eu plus de temps pour accumuler les parasites.

Les parasites peuvent être très utiles pour déterminer les relations phylogénétiques de leurs hôtes. Des espèces hôtes apparentées ont été découvertes lorsque leurs parasites divergeaient. Les ancêtres communs des parasites actuels étaient eux-mêmes des parasites des ancêtres communs des hôtes actuels.

Sélection pour la co-évolution

Au fur et à mesure que l'hôte développe ses défenses, le parasite évolue pour y faire face. C'est la co-évolution.

Considérons deux familles de plantes hôtes, les Ombellifères (fenouil, cumin, persil, ciguë) et les Graminées (herbes). Les ombellifères possèdent de nombreuses espèces aromatiques, sont chimiquement diverses et présentent un intérêt pharmaceutique. Leurs résines et leurs huiles sont des défenses contre l'herbivorie et le parasitisme. D'autre part, les graminées ont une grande défense contre les herbivores : leurs inclusions pierreuses dans leurs cellules usent les dents des mammifères herbivores, mais elles ont peu de défenses chimiques. Les deux familles sont attaquées par les mouches mineuses. Il y a quatre fois plus d'espèces de graminées que d'ombellifères, mais il y a deux fois plus d'espèces de mineuses sur les ombellifères.

"Cela est apparemment dû au fait que la diversité chimique des hôtes potentiels au sein des ombellifères a forcé la spécialisation des parasites. Quatre-vingt-deux pour cent des espèces de mineuses n'attaquent qu'un seul genre chacune".

La spéciation sympatrique

Il s'agit d'une spéciation qui ne nécessite pas d'isolement géographique. Ernst Mayr, le principal représentant de la spéciation géographique, a admis que les races hôtes d'animaux phytophages "constituent le seul cas connu indiquant l'apparition possible d'une spéciation sympatrique naissante".