מֵידָע

האם אור השמש הורג את וירוס הרוטה?


האם אור השמש הורג את רוטא וירוס? אולי מקפיא? Norwalk או דומה. זו שאלה פרקטית לגבי מצעים.


על פי מחקר זה, שטיפה בטמפרטורה גבוהה (57C) והן אור שמש ספקטרום מלא יהרגו את וירוס הרוטב.

נראה כי מכונת כביסה עם מחזור תברואה (לדגמים חדשים יותר לרוב יש מחזור שפוגע או עולה על 165F) תהיה ההימור הטוב ביותר שלך לטיפול במצעים.

ראה איור 2.


'לגימה אחת יכולה להרוג': מדוע יש לאסור קוטל עשבים רעיל ביותר באוסטרליה

Paraquat משמש לריסוס יבולים, אך יכול לפגוע בבני אדם ובעלי חיים. קרדיט: Shutterstock

ישנו משכך עשבים המשמש באוסטרליה שהוא כל כך רעיל, שלגימה אחת עלולה להרוג אותך. קוראים לזה פאראקוואט והוויכוח מתעורר בשאלה האם יש לאסור אותו.

Paraquat כבר מחוץ לחוק במקומות רבים ברחבי העולם. רשות ההדברה והתרופות הוטרינריות האוסטרליות בוחנת את השימוש בפארקט כאן יותר משני עשורים, והחלטתה הסופית אמורה להתקבל מאוחר יותר השנה.

אנו מדענים רפואיים וסביבתיים, וחקרנו את ההשפעות המזיקות של פאראקווט, גם כאשר הוא משמש בטווח הבטיחות המומלץ. אנו מאמינים מאוד שיש לאסור את הכימיקל הרעיל ביותר באוסטרליה.

ההשפעות שעלולות להיות קטלניות על בני אדם ידועות היטב. באוסטרליה בשנת 2012, למשל, מת חקלאי לאחר שחומר קוטל עשבים שהכיל פאראקט ריסס בטעות לתוך פיו. והמחקר שלנו גילה שפאראקאט גורם גם לנזקים סביבתיים חמורים.

פאראקווט: הסיפור עד כה

Paraquat, המותג כגרמוקסון, נמצא בשימוש מאז שנות החמישים. הוא נפרס בעיקר כדי לשלוט בדשא ועשבים שוטים סביב גידולים כגון אורז, כותנה ופולי סויה.

Paraquat רשום כרעל 7 בתוכנית הרישום הלאומית, כלומר השימוש בו מוסדר בהחלט.

Paraquat נאסר כעת בתאילנד, בין שאר המדינות. קרדיט: Shutterstock

הספק הגדול ביותר באוסטרליה לפראקטאט אומר כי אסור לאסור אותו, בהתעקשות על קוטלי עשבים המכילים אותו "בטוחים לאנשים ולסביבה כאשר משתמשים בהם למטרה המיועדת שלהם ובהתאם להוראות התווית הרשומה".

החקלאים טענו גם נגד איסור, ואמרו שזה יאלץ אותם להשתמש בחלופות יקרות יותר, פחות יעילות ולהפחית את תפוקת היבול.

Paraquat נאסר ביותר מ -50 מדינות, כולל בריטניה, סין, תאילנד ומדינות האיחוד האירופי. עם זאת, הוא עדיין בשימוש נרחב על ידי חקלאים בעולם המתפתח, ובאוסטרליה ובארצות הברית.

Paraquat הוא קוטל עשבים לא סלקטיבי, מה שאומר שהוא הורג צמחים ללא הבחנה. היא עושה זאת על ידי עיכוב הפוטוסינתזה, התהליך שבו צמחים ממירים את אור השמש לאנרגיה כימית.

Paraquat נשאר בסביבה במשך זמן רב. זה ידוע בגרימת נזק ביטחוני לצמחים ובעלי חיים. לדוגמה, אפילו בריכוזים נמוכים מאוד, נמצא שפאראקאט פוגע בצמיחת ביצי דבורי הדבש.

חשיפה לאורגניזמים חיים יכולה להתרחש על ידי סחיפת ריסוס או כאשר ריסוס פאראקט על יבולים ואז מגיע למקורות מים שתיים.

מחקרים מראים שפאראקאט הורג קרפיונים נפוצים בשיעור גבוה יותר מהעשב שעליו הוא אמור לשלוט. קרדיט: Shutterstock

לפראקוואט יכולות להיות השלכות לא מכוונות על אורגניזמים ביולוגיים ועל הסביבה, במיוחד בנתיבי מים. המאמר האחרון שלנו סיכם את הראיות להשפעות המזיקות של פאראקאט בריכוזים ריאליים בשטח.

מצאנו עדויות לכך שפאראקאט יכול לעכב קשות את צמיחת החיידקים הבריאים בסביבות מימיות, אשר בתורו משפיעות על מחזור החומרים המזינים ופירוק החומרים האורגניים.

המחקר גם מראה שפאראקאט יכול לעוות קהילות פלנקטון מים טרופיים על ידי השפעה שלילית על המגוון המטבולי והפחתת צמיחת הפיטופלנקטון.

אצל דגים נמצא שפאראקאט מוביל לשיעור תמותה של קרפיון רגיל גבוה פי שלוש מהעשב שבו הוא משמש לשליטה.

בנוסף להשפעות הסביבתיות, כמובן, פאראקאט רעיל מאוד לבני אדם. לגימה קטנה בשוגג יכולה להיות קטלנית ואין תרופה.

המרכזים האמריקאים לבקרת מחלות ומניעתן טוענים כי פאראקוואט הוא גורם מוביל להרעלה קטלנית בחלקים של אסיה, איי האוקיינוס ​​השקט ודרום ומרכז אמריקה.

חקלאי בקווינסלנד מת בשנת 2012 לאחר שפאראקט ריסס בטעות בפניו כאשר מילא משאבת לחץ. קרדיט: Shutterstock

פאראקאט נכנס לגוף דרך העור, מערכת העיכול או הריאות. אם הוא נבלע בכמות מספקת, הוא גורם לנזק ריאות, מה שמוביל לפיברוזיס ריאתי ולמוות כתוצאה מאי ספיקת נשימה. הכבד והכליה יכולים גם להיכשל.

כמה תקריות האחרונות באוסטרליה מדגימות את הסיכונים של הרעלת פאראקט בגלל טעות אנוש, אפילו במסגרת התקנות המחמירות הנוכחיות.

על פי דיווחי חדשות, החקלאי בקווינסלנד שהורעל על ידי פאראקט בשנת 2012 מילא משאבת לחץ כדי לשלוט בעשבים ברכושו. היחידה נסדקה ופראקט התזה על גופו ופניו, נכנס לפה.

בשנת 2017, מבוגר הסובל מאוטיזם לקח לגימה מבקבוק קולה המשמש לאחסון פאראקוואט. הבקבוק הושאר בשירותים לנכים במגרש ספורט בניו סאות 'ויילס. לגבר ניתנו תחילה 12 שעות לחיות, אך למרבה המזל התאושש לאחר שבועיים בבית החולים.

Paraquat: לא שווה את הסיכון

ישנה מודעות גוברת לאיומים הנובעים משימוש כימי עולמי. למעשה, מאמר שפורסם השבוע מציע שהסיכון הפוטנציאלי לאנושות הוא בקנה מידה שווה לשינויי אקלים.

Paraquat הוא ללא ספק קוטל עשבים יעיל. אולם, לדעתנו, הסיכונים שהיא מהווה לבני אדם ולסביבה עולים על היתרונות החקלאיים.

הרגולציה הנוכחית באוסטרליה לא מנעה נזק מפאראקוואט. הגיע הזמן שאוסטרליה תצטרף לתנועה לקראת איסור עולמי על הכימיקל הרעיל הזה.

מאמר זה פורסם מחדש מתוך השיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את המאמר המקורי.


טכניקות עיקור בחיידקים

קרניים אולטרה סגולות הקיימות באור השמש אחראיות לעיקור ספונטני בתנאים טבעיים. במדינות טרופיות אור השמש יעיל יותר בהרג חיידקים בשל שילוב של קרניים אולטרה סגולות וחום. על ידי הרג חיידקים במים מושעים, אור השמש מספק שיטה טבעית לחיטוי גופי מים כגון טנקים ואגמים.

אותם מאמרים שאינם יכולים לעמוד בטמפרטורה גבוהה עדיין יכולים לעקר בטמפרטורה נמוכה יותר על ידי הארכת משך החשיפה.

(ii) חום:

היא נחשבת לשיטה האמינה ביותר לעיקור של מאמרים - העמידים בחום. ישנן שתי שיטות עיקור: חום יבש וחום לח.

הוא פועל על ידי דנטורציה של חלבון ופגיעה חמצונית. עיקור בחום יבש הוא כדלקמן:

מאמרים כגון לולאות בקטריולוגיות, חוטים ישרים, קצוות מלקחיים ומרית צורבת עוקרים על ידי החזקתם בלהבת בונסן, עד שהם הופכים לאדומים חמים.

מאמרים מועברים על להבת בונסן אך לא מחממים אותה לאדמומיות.

חומרים מזוהמים נהרסים על ידי שריפתם במשרפה.

מאמרים חשופים לטמפרטורה גבוהה (160 מעלות צלזיוס) למשך שעה אחת בתנור המחומם בחשמל (שיטה הוצגה על ידי לואי פסטר).

הוא פועל על ידי קרישה ודנטורציה של חלבונים.

(i) בטמפרטורה מתחת 100 מעלות צלזיוס:

תהליך זה פותח על ידי לואי פסטר (1822-95). פריטים שיש לעקר מחוממים בטמפרטורה של 65 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות (שיטת מחזיק) או מחוממים בטמפרטורה של 72 מעלות צלזיוס למשך 15 שניות (שיטת הבזק) ואחריה קירור מהיר עד מתחת ל 10 מעלות צלזיוס. שיטה זו מתאימה להשמדת רוב החיידקים הפתוגניים שנולדו בחלב למשל סלמונלה, סטפילוקוקוס וברוסלה.

כמה שיטות עיקור אחרות בטמפרטורה מתחת ל 60 ° C הן:

אמבט חיסונים (ניתן להשבית חיידקים מזהמים בתכשיר חיסון על ידי חימום באמבט מים בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס למשך שעה אחת), אמבט סרום (ניתן להשבית את החיידקים המזהמים בתכשיר בסרום על ידי חימום באמבט מים בטמפרטורה של 56 מעלות צלזיוס למשך שעה אחת) וניקוי (לחיטוי ביצים וסרום המכילים אמצעי אחסון על ידי שמירה במורדות של מנסח מחומם ב 80-85 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות בשלושה ימים רצופים).

(ii) בטמפרטורה 100 מעלות צלזיוס:

מים רותחים (100C °) הורגים את רוב החיידקים הצמחיים.

העברת הקיטור ב -100 מעלות צלזיוס על פני מאמרים הורגת חיידקים. סוכרים וג'לטין במדיום עלולים להיפרק על ידי חיטוי. אם כן, ניתן לעקר אותם על ידי חשיפתם לאידוי חינם למשך 20 דקות במשך שלושה ימים רצופים. תהליך זה ידוע כטינדליזציה (על שם ג'ון טינדל).

(iii) בטמפרטורה מעל 100 מעלות צלזיוס:

ניתן להשיג עיקור ביעילות בטמפרטורה מעל 100 מעלות צלזיוס באמצעות חיטוי.

(ב) מבנה החיטוי:

לאוטוקלב פשוט גוף גוף גלילי אנכי או אופקי עם גוף חימום, מגש לשמירה על הפריטים, מכסה שניתן להדק בעזרת מלחצני בורג, מד לחץ, שסתום בטיחות וברז פריקה (איור 1) . המכסה סגור אך ברז השחרור פתוח והמים מחוממים.

כשהמים מתחילים להרתיח הקיטור מוציא אוויר מהברז הפריק, כאשר כל האוויר נעקר ומתחיל להופיע אדים דרך ברז הפריקה, הברז סגור. הלחץ בפנים מותר לעלות עד 15 ק"ג. לאינץ 'מרובע. בלחץ זה הפריטים מחוממים למשך 15 דקות, ולאחר מכן החימום מופסק ומותר לאוטוקלב להתקרר.

ברגע שמד הלחץ מציג את הלחץ השווה ללחץ האטמוספרי, הברז הפריק נפתח כדי לאפשר לאוויר להיכנס. המכסה נפתח ומוציאים פריטים. ניתן לעקר אמצעי תרבות, הלבשה, ציוד מסוים ומספרי 8217 על ידי חיטוי.

(iii) רטט קולי ואולטראסוני

גלי קול בתדירות של 720,000 מחזורים/שנייה הורגים חיידקים וכמה וירוסים שחושפים במשך שעה אחת.

(iv) קרינה:

שני סוגים של קרניים משמשים לעיקור:

מדובר בקרניים בעלות אנרגיה נמוכה עם כוח חדירה ירוד, למשל, U.V. קרניים (אורך גל 200-280 ננומטר, יעיל 260 ננומטר).

מדובר בקרניים בעלות אנרגיה גבוהה עם כוח חדירה טוב.

אלה הם משני סוגים:

חלקיק ואלקטרומגנטי. קורות אלקטרונים הן חלקיקיות ואילו קרני גמא הן אלקטרומגנטיות בטבע. אלקטרונים במהירות גבוהה מיוצרים על ידי מאיץ לינארי מקתודה מחוממת. קרניים אלקטרומגנטיות כגון קרני גמא נובעות מהתפרקות גרעינית של איזוטופים רדיואקטיביים מסוימים (Co 60, Cs 137).

מידה של 2.5 מגרנד של קרניים אלקטרומגנטיות הורגת את כל החיידקים, הפטריות, הנגיפים והנבגים. בחלקים מסוימים של אירופה, פירות וירקות מוקרנים כדי להגדיל את חיי המדף שלהם עד 500 אחוזים. מכיוון שהקרינה אינה מייצרת חום, היא נקראת עיקור קר.

שיטות עיקור כימיות:

כימיקלים הורסים חיידקים פתוגניים ממשטחים דוממים וכולם מכונים גם חומרי חיטוי.

נוזל:

למשל אלכוהול אתילי, אלכוהול איזופרופיל ומתיל אלכוהול. (תמיסה של 70% הורגת חיידקים).

אלדהידלים:

למשל, Fomaldehyele, Gluteraldehydele (40% פורמלדהיד משמש לחיטוי משטח).

למשל, 50% פנול, 1-5% קרסול, 5% ליזול, כלורוקסילנול (דטול).

למשל, תרכובות כלור (אקונומיקה כלור, הידרוכלוריד) ותרכובות יוד (תמיסה, יוד, יודופורים). תמיסת יוד (2% יוד ב -70% אלכוהול) היא חיטוי.

מתכות כבדות:

למשל, כלוריד מרקורי, חנקת כסף, נחושת גופרתית, מלחי כספית אורגניים. חומרים פעילים על פני השטח: למשל סבונים או חומרי ניקוי.

צבעי Acridin למשל, acriflavin ו- aminacrine הם קוטלי חיידקים (אינטראקציה עם חומצות גרעין חיידקיות).

גזי:

ה.g. תחמוצת אתילן, גז פורמלדהיד, יעיל ביותר, הורג נבגים.

שיטות עיקור פיזיוכימיות:

שיטה פיזיוכימית מתאימה שיטה פיזית וכימית כאחד. שימוש באדים-פורמלדהיד היא שיטה עיקרית פיזיוכימית.


מידע נוסף

ישנן עדויות מוגבלות להעברת נגיף האבולה דרך הסביבה או חפץ דומם שעלול להידבק במהלך טיפול בחולה באורגניזמים זיהומיים ולשרת בהעברתם (מסילות מיטה, ידיות דלתות, כביסה). 5 נגיף האבולה לא נמצא על משטחים בהיעדר דם גלוי בסביבת הטיפול בחולה. 6 יש לנקות ולחטא משטחים שנוגעים לעיתים תכופות על מנת לסייע בהפחתת הסיכון למגע עם משטחים מזוהמים. בנוסף, יש לנקות ולחטא מיידית נוזלים ביולוגיים. יש להוסיף חומרי חיטוי גם לפסולת שקיה.


1. אליוט LH, McCormick JB, Johnson KM. ביטול נגיפי לאסה, מרבורג ואבולה על ידי קרינת גמא. J Clin Microbiol. 1982 באוקטובר 16 (4): 704-8.

2. מיטשל SW, McCormick JB. הפעלה פיסיקוכימית של נגיפי לאסה, אבולה ומרבורג והשפעה על ניתוחי מעבדה קליניים. J Clin Microbiol 1984 20(3):486-9.

4. Chepurnova AA, Bakulina LF, Dadaeva AA, Ustinova EN, Chepurnova TS, Baker JR, Jr. ביטול נגיף האבולה בעזרת ננו -פעימות שטח. אקטה טרופיקה 2003 87:315-320.

6. Bausch DG, Towner JS, Dowell SF, Kaducu F, Lukwiya M, Sanchez A, et al. הערכת הסיכון להעברת נגיף האבולה מנוזלי גוף ומעוות. J Infect Dis 2007 196: S142 & ndash7.

7. ריבנר ב.ש. טיפול בחולים עם זיהומי וירוס אבולה בארה"ב: לקחים. הוצג ב- IDWeek, 8 באוקטובר, 2014. פילדלפיה הרשות הפלסטינית.

8. פאברו MS, בונד WW. חיטוי כימי של חומרים רפואיים וכירורגיים. בתוך: Block SS, ed. חיטוי, עיקור ושימור. פילדלפיה (הרשות הפלסטינית): ליפינקוט וויליאמס אנד ווילקינס, 2001: 881-917.

9. מיטשל SW, McCormick JB. הפעלה פיסיקוכימית של נגיפי לאסה, אבולה ומרבורג והשפעה על ניתוחי מעבדה קליניים. J Clin Microbiol 1984 20(3):486-9.

10. ראסל לספירה. עמידות חיידקית לחומרי חיטוי: הצגת ידע ובעיות עתידיות. J Hosp Infect 199843: S57-68.


דִיוּן

ראינו הבדלים ניכרים בהרכבים, בשפע ובכדאיות של קהילות מיקרוביאליות הקשורות לאבק ביתי כאשר החשיפה לאור היום הופרעה בניסוי (איורים 2 ו -3 טבלה 1). קהילות הקשורות לאבק היו משתנות יותר בחושך בהשוואה לאלה שנמצאים בנוכחות אור יום (איור 2 א), מה שעשוי להצביע על התכנסות במבנים קהילתיים תחת הפרעות רגילות [67, 68], במקרה זה הפרעה קלה [16]. התוצאות שלנו מצביעות על כך שאבק שנחשף לאור יום מכיל קהילות חיידקים קיימות יותר (איור 2 ב) הדומות יותר לקהילות אוויר בחוץ (איור 3 א) וכי ההשפעות החיידקיות של אור השמש המסונן בחלונות רגילות עשויות להיות דומות לאלה שהשיגו אור אולטרה סגול. אורכי גל עבור כמה מוניות (איור 3 ב, ה), אך לא עבור אחרים (איור 3 ג, ד).

חשיפות האור הניסיוניות שלנו היו קשורות לאובדן קבוצה קשורה של מסים דומיננטיים, רגישים פוטנציאליים (איור 3e, עיגולים אפורים) ועלייה ניכרת בשפע של מספר מועט של נדירים (איור 3e, עיגולים זהובים וכחולים. ). עם זאת, לא הצלחנו לקבוע אם עליות לכאורה נובעות מפעילות מטבולית וגידול אוכלוסיית חיידקים בתנאי תאורה או תוצאה של חפצי דגימה הנובעים מרצף DNA. הוכח כי טרנספורמציה פוטוכימית של חומרים אורגניים עקב חשיפה לאורכי גל נראים או אור אולטרה סגול מגבירה את קצב צמיחת החיידקים במערכות אקולוגיות מסוימות [69] והם לפחות מנגנון אחד שיכול להשפיע על צמיחת החיידקים באור יום חזק. עם זאת, מחקרים קודמים מצביעים על כך שרוב החיידקים הקשורים לסביבה בנויים דורשים פעילות מים גדולה מ -95% לצמיחה [64]-תנאים רטובים יותר משמעותית ממה שנשמר במיקרוקוסמוס שלנו. במקום זאת, תוצאות הניסוי שלנו, מודל הדגימה ומחקרים קודמים מצביעים על ההסבר כי עליות לכאורה אלו היו חפצים הנובעים מאי-הפעלה ואובדן של מסים דומיננטיים ורגישים לאור (איור 3e, עיגולים אפורים). אנו משערים שכאשר חברי קהילה בשפע מאוד אוהבים Saccharopolyspora ו סטפילוקוקוס אבדו, חלוקת השפע הטקסונומית הבסיסית נקטעה באופן שמקל על חוסר היכולת שלנו לזהות RSV נדירים מאוד. תיאוריית הדגימה מספקת דרך להבנה נוספת של מה שמניע את המבנה הבסיסי של המיקרוביומים על ידי ביסוס ציפיות אפס לדפוסים אקולוגיים [3, 62, 70] מחקרי מיקרוביום ייהנו משיקול מתמשך של תיאוריות כמותיות המתייחסות במפורש למגבלות וההטיות הטכנולוגיות סביב איתור מיקרואורגניזמים נדירים מ- DNA סביבתי [71].

הקבוצה המגוונת והנרחבת ביותר של אורגניזמים הקשורים לאבק כהה הכילה את בני הסוג Saccharopolyspora, אשר נקשרו בעבר לקרקעות ולמבנים באזורים כפריים [72], ובנו מחלות נשימה בתיווך סביבה [73, 74]. ההתבוננות כי RSVs דומיננטיות אלה היו נעדרות או נדירות ברובן באבק יום מספקת הוכחה כלשהי להשערה [21] כי אור שמש עשוי לשמש להגבלה סלקטיבית של כדאיותם של מיקרואורגניזמים במבנים כמו בתי חולים, אם כי איננו מסוגלים לקבוע את הפוטנציאל הפתוגני. מכל אחד מהחיידקים שהתגלו במחקר זה. יש צורך בניסויים נוספים כדי לקבוע את הפוטנציאל החיידקי של חשיפות אור בטווח תנאים רחב יותר, במיוחד בשילוב עם שיעורי הצמיחה החיידקים הפנימיים הפנימיים המדווחים תחת זמינות מים מוגברת [64, 75] ועם התמקדות מפורשת במיקרואורגניזמים פתוגניים ידועים, כולל וירוסים, פטריות, ארכאיות ופרוטיסטים. נצפו אינטראקציות בין אור השמש לגדלי האוכלוסייה במספר מועט של טקסים ויראליים, [76] פטרייתיים [77] ופרוטוזואנים [78] במערכות אחרות, אך קשרים אלה טרם נחשפו לקהילות אבק הוליסטיות המורכבות ממרבית חיידקים. ממלכות בבניינים אמיתיים [7]. יש צורך גם במחקרים ניסיוניים הכוללים מדידות מפורטות של סדרות זמן על מנת לאפיין את הדינמיקה החולפת והמנגנונים העומדים בבסיס שינויים הנגרמים על ידי אור השמש בקהילות מיקרוביאליות אבק, אשר עשויות להפגין אותות פילוגנטיים או תלויים בגנים תפקודיים הקשורים לפוטוסינתזה, פוטור-הפעלה ותיקון [79], ו מתח חמצוני [80].

השתמשנו במערכת מודלים לחקר ההשפעות של חשיפה לאור על מבנה קהילות האבק החיידקי, אם כי אנו מצפים שרבות מהתוצאות שנצפו במחקר זה יחולו על סביבות בנויות אמיתיות. המיקרוקוסמוסים שלנו תוכננו לקירוב התנאים במבנים אמיתיים, כולל טמפרטורות, השתקפויות, לחות והעברות. בעוד שהמיקרוקוסמוסים המשמשים כאן מאפשרים שליטה רבה יותר בהשוואה ללימודי מיקרוביום בסביבה בנויה טיפוסית, מערכות אלה הן עדיין ייצוג אידיאלי של חללים הכבושים על ידי בני אדם. הניסוי שלנו היה מוגבל בכך שהוא מאפיין תכונות של מיקרוביום האבק בטווח צר יחסית של מינוני אור. כיוונו למינונים רלוונטיים למבנים עם תאורה טובה, אך ישנם מקרים אדריכליים וגיאוגרפיים רבים המייצרים מינונים נמוכים או גבוהים יותר מאשר נבדקו כאן שעשויים לזכות במחקר נוסף. המיקרוקוסמוס שלנו פנו לכיוון דרום ולכן חוו את החשיפות היומיות הגדולות ביותר האפשריות. קווי רוחב אחרים, גבהים, אזורי אקלים, כיווני בנייה וחסימות (למשל עצים) אכן ישנו חשיפות שיגדילו את האפשרות לקשרים בין ההקשר המרחבי של בניינים, החלטות עיצוב המשפיעות על העברת האור, שונות גיאוגרפית או עונתית בזמינות אור השמש. , והמבנה של קהילות מיקרוביאליות אבק פנימיות.


כל הדרכים להרוג קורונה (עד כה)

כדי להחזיר מאמר זה מחדש, בקר בפרופיל שלי ולאחר מכן הצג סיפורים שנשמרו.

כדי להחזיר מאמר זה מחדש, בקר בפרופיל שלי ולאחר מכן הצג סיפורים שנשמרו.

המירוץ ממשיך למצוא תרופה לקוביד -19. החוקרים בודקים חיסונים חדשים, מחיימים תרופות ישנות ומחזירים טיפולים שפותחו במקור למחלות אחרות. העניינים מתקדמים במהירות כשאתה קורא את זה, ייתכן שהמצב השתנה (לטובה, אנו מקווים). אז איך המדענים חושבים שהם יתגברו על היריב הוויראלי הזעיר הזה? להלן מספר קווי התקפה.

כל חלקיק של הנגיף החדש, SARS-CoV-2, משובץ בדוקרנים, המאפשרים לו להתחבר לתא אנושי, לתקוע חור ולחפור פנימה. בדומה לחיידק שגרם למגיפת ה- SARS בשנת 2003, הוא נדבק לחלבון על תאים אנושיים בשם ACE2, הנפוץ במיוחד בריאות ובמעי הדק. (SARS-CoV-2 דביק לפחות פי 10 מבני דודו, מה שעשוי להסביר את התפשטותו המהירה.) אחת הדרכים לעצור את הפולש היא למנוע מלכתחילה להתחבר אליה. זה מה שהמערכת החיסונית שלך מנסה לעשות - היא שולחת נוגדנים המסטיקים את הקוצים כדי שהנגיף לא יידבק ל- ACE2. אך ישנן דרכים אחרות להשיג את אותו אפקט.

1. תעשה חיסון. לחסינות חזקה ומתמשכת, חיסון מה שנקרא חי מוחלש הוא תקן הזהב. הוא מכיל גרסה נטולת וירוסים שבה המערכת החיסונית שלך יכולה להשתמש לצורך תרגול מטרה - אך היא יכולה גם לגרום לזיהום. זו הסיבה מדוע חוקרים רבים עובדים על חיסונים שאינם מכילים את כל הנגיף אלא רק את הקוצים החיצוניים. מעורבב עם מולקולות לחיזוק מערכת החיסון הנקראות תוספות, הן מעוררות תגובה נוגדנית בטוחה.

2. קח פלזמת דם עשירה בנוגדן מאנשים ששרדו את קוביד -19 והזריקי אותו לחולים שזה עתה נגועים או בסיכון. פלזמה לא תלמד את הגוף כיצד להדוף את הנגיף, וזריקה אחת לא תימשך לנצח - אך זו יכולה להיות דרך טובה להכין את עובדי הבריאות לפני שהם מגיעים לנקודה חמה.

3. להציף את האזור בעזרת פמקים - מולקולות סינתטיות שנראות כמו ACE2 ולהערים על הנגיף במקום להתחבר אליהן, ולהגן על תאי הריאה מפני נזקים.

4. המצא תרופות המעכבות ACE2 מלהיקשר לנגיף. בתיאוריה, תרכובות אלה יפעלו הן ל- SARS והן ל- Covid-19, וימנעו מהנגיפים להידבק לתאים. אך ACE2 ממלא מספר תפקידים אחרים בכל הגוף, הוא מסייע לוויסות לחץ הדם, תפקוד הכליות ואפילו פוריות. להתעסק עם זה עלול לגרום לתוצאות מסוכנות.

כל הנגיפים לובשים מעילי חלבון כבדים כדי להגן על החומר הגנטי היקר שלהם מפני היסודות. נגיף הקורונה החדש כולל שכבה חיצונית נוספת של מולקולות שומן. אלה חדשות מצוינות לבני אדם, כיוון שקל לפרוץ אותן בעזרת סבון או חומרי חיטוי מבוססי אלכוהול. (סבון עובד הכי טוב, ואתה לא צריך להתעסק עם החומרים האנטיבקטריאליים.) ללא השכבה השומנית שלו, הנגיף מת. נגב אותו או שטוף אותו בניקוז.


חלון ננו -עולם לעולם הביולוגי

מבט מיקרוסקופי של החלקיק הדו-שכבתי של rotavirus הנחקר בעיתון, יחד עם שחזור תלת-ממדי של הנגיף.

אם המפתח לניצחון בקרבות הוא אכן להכיר גם את האויב שלך וגם את עצמך, אז המדענים נמצאים כעת בדרך לקראת הפיכתם לשמש של הרפואה על ידי צעד ענק לקראת יתרון שלא יסולא בפז - היכולת לראות את החיילים בפעולה על שדה קרב.

חוקרי מכון המחקר של וירג'יניה טק קריליון המציאו דרך להדגים ישירות מבנים ביולוגיים ברמתם הבסיסית ביותר ובסביבת המחיה הטבעית שלהם. הטכניקה היא התקדמות משמעותית לקראת המטרה הסופית של הדמיה של תהליכים ביולוגיים בפעולה ברמה האטומית.

"זה בערך כמו ההבדל בין לראות את האן סולו קפוא בקרבוניט ולצפות בו מסתובב כשהוא מתפרץ על סערות", אמרה דבורה קלי, פרופסור במכון המחקר של וירג'יניה טק קריליון ומחברת ראשית בעיתון המתארת ​​את המבחן המוצלח הראשון של הטכניקה החדשה. "לראות וירוסים, למשל, בפעולה בסביבתם הטבעית הוא בעל ערך רב."

הטכניקה כרוכה בלקיחת שני שבבי סיליקון-ניטריד כאשר חלונות חרוטים במרכזיהם ולוחצים אותם יחד עד שנותר רק מרווח של 150 ננומטר ביניהם. לאחר מכן ממלאים החוקרים את הכיס הזה בנוזל הדומה לסביבה הטבעית של המבנה הביולוגי שיש לצלם, ויוצר תא מיקרופלואידי. לאחר מכן, מכיוון שמבנים צפים חופשיים מניבים תמונות ברזולוציה ירודה, החוקרים מצפים את פני השטח של המיקרו-שבב בשכבה של רצועות ביולוגיות טבעיות, כגון נוגדנים, שתופסים באופן טבעי את הנגיף ומחזיקים אותו במקומו.

במחקר, שפורסם לאחרונה ב- מעבדה על שבב, קלי הצטרפה לשרה מקדונלד, גם היא פרופסור במכון המחקר, כדי להוכיח שהטכניקה עובדת. מקדונלד סיפק דגימה טהורה של חלקיקים דו שכבתיים של הרוטאווי למחקר.

"מה שחסר בתחום הביולוגיה המבנית כרגע הוא הדינמיקה - איך הדברים נעים בזמן", אמר מקדונלד. "דבי מפתחת טכנולוגיות כדי לגשר על הפער הזה, כי ברור שזוהי פריצת הדרך הגדולה הבאה שצריכה הביולוגיה המבנית."

וירוס הרוטה הוא הגורם השכיח ביותר לשלשולים חמורים בקרב תינוקות וילדים. עד גיל חמש כמעט כל ילד בעולם נדבק לפחות פעם אחת. ולמרות שהמחלה נוטה להתמודד בקלות בעולם המפותח, במדינות מתפתחות הורוטוס הורס יותר מ -450,000 ילדים בשנה.

בשלב השני במחזור החיים של הפתוגן, וירוס הרוטא משיל את השכבה החיצונית שלו, המאפשרת לו להיכנס לתא, והופך למה שנקרא חלקיק דו שכבתי. לאחר שנחשפת השכבה השנייה שלו, הנגיף מוכן להתחיל להשתמש בתשתית התא עצמו לייצור וירוסים נוספים. החוקרים צילמו במבנה החדש את המבנה הנגיפי בשלב זה.

קלי ומקדונלד כיסו את החלון הפנימי של השבב עם נוגדנים לנגיף. הנוגדנים, בתורם, נצמדו לנגיפי הרוטאבים שהוזרקו לתא המיקרופלואידי והחזיקו אותם במקומם. החוקרים השתמשו אז במיקרוסקופ אלקטרונים שידור כדי לדמות את השקופית המוכנה.

הטכניקה עבדה בצורה מושלמת.

הניסוי נתן תוצאות הדומות לאלו שהושגו באמצעות שיטות הקפאה מסורתיות להכנת וירוס הרוטוס למיקרוסקופ אלקטרונים, והוכיח כי הטכניקה החדשה יכולה לספק תוצאות מדויקות.

"זו הפעם הראשונה שמדענים צילמו משהו בסולם זה בנוזל", אמרה קלי.

השלב הבא הוא להמשיך ולפתח את הטכניקה מתוך עין לכיוון הדמיה של מבנים ביולוגיים באופן דינמי בפעולה. באופן ספציפי, מקדונלד מחפש להבין כיצד מתגבש וירוס הרוטאוויז, כדי להכיר ולפתח טוב יותר כלים להילחם באויב הספציפי הזה של בריאות הילדים.

החוקרים אמרו כי שיתוף הפעולה המתמשך שלהם הוא דוגמה לעבודה החוצה תחומים שהופכת לסימן ההיכר של מכון המחקר של וירג'יניה טק קריליון.

"זהו שיתוף פעולה אידיאלי מכיוון ששרה מספקת מערכת מודלים פנומנלית שבאמצעותה אנו יכולים לפתח טכנולוגיות חדשות להניע את תחום הביולוגיה המיקרו -מבנית קדימה", אמרה קלי.

"זה win-win מאוד", הוסיף מקדונלד. "אף שהנגיף הוא כלי נהדר עבור דבי לפיתוח הטכניקות שלה, הטכנולוגיה שלה היא קריטית לאפשר לי להבין כיצד הנגיף הקטלני הזה מתאסף ומשתנה באופן דינמי לאורך זמן."

העיתון "הדמיה של מכלולים ויראליים בביוספירה ננומית" פורסם החודש באינטרנט ויופיע במהדורה של 2013 מעבדה על שבב. הכותבים הם בריאן גילמור, עמית מחקר במכון המחקר VTC שאנון שולטר, עוזר מחקר במכון המחקר של וירג'יניה טק קריליון, מדליין דוקס, מדען יישומים בפרוטוקיפס ג'סטין טאנר, עמית פוסט -דוקטורט במכון המחקר אנדרו דמרט, סטודנט. בבית הספר לרפואה של וירג'יניה טק קריליון מקדונלד, שבנוסף לתפקידה במכון המחקר, היא פרופסור למדעים ביו -רפואיים ופתוביולוגיה במכללה האזורית לרפואה וטרינרית של וירג'יניה -מרילנד וקלי, שבנוסף לה תפקיד במכון המחקר, הוא פרופסור למדעי הביולוגיה במכללה למדע של וירג'יניה טק.


5 וירוסים מפחידים יותר מאבולה

נגיף האבולה הרג כעת יותר מ -1,000 בני אדם במערב אפריקה. אף על פי ששיעור התמותה של ההתפרצות האחרונה אינו גבוה כמו באירועים קודמים, זה עדיין כך שרוב האנשים שנדבקו באבולה לא ישרדו. (שיעור התמותה עומד על כ -60 אחוזים בהתפרצות הנוכחית, לעומת 90 אחוזים בעבר, על פי מכוני הבריאות הלאומיים).

אך למרות התחזית העגומה הזו, מומחי הבריאות בארצות הברית אינם מודאגים במיוחד מהאיום של אבולה במדינה זו או במדינות מפותחות אחרות.

"אני רואה באבולה איום משמעותי באזורים הספציפיים שבהם היא זוהתה, בוודאי במרכז ומערב אפריקה", אמרה ססיליה רוקוסק, מומחית לבריאות הציבור במכון האסון והכוננות של אוניברסיטת נובה דרום -מזרח בפלורידה. "אבל לדעתי, זה לא איום קרוב לאלה בארצות הברית". [7 מחלות זיהומיות הרסניות]

ואכן, וירוסים אחרים מהווים איום גדול יותר על אזרחי ארה"ב, על פי רוקוסק.

למרות שחלק מהוירוסים הללו אחוזי תמותה נמוכים בהרבה מזה של אבולה, הם שכיחים יותר במדינות מפותחות, והורגים יותר אנשים בשנה מאשר אבולה. להלן חמישה וירוסים מסוכנים לא פחות (אם לא יותר) מאבולה:

על פי המרכז לבקרת מחלות ומניעתן, במהלך 100 השנים האחרונות, הכלבת ירדה באופן משמעותי כאיום על בריאות הציבור בארצות הברית. כשני אנשים מתים כיום מדי שנה בארצות הברית מהנגיף הזה, המועבר לאנשים דרך רוק כשהם ננשכים על ידי בעלי חיים נגועים, כמו כלבים או עטלפים.

אנשים שיודעים שננשכו על ידי בעל חיים צריכים לקבל את חיסון הכלבת, שמונע הדבקה בנגיף, על פי ה- CDC. אבל, במיוחד במקרה של עקיצות עטלף, אנשים לא תמיד מבינים שננשכו.

ולכלבת יש אחד משיעורי התמותה הגבוהים ביותר מכל וירוס, כידוע רק שלושה אנשים בארצות הברית שרדו את המחלה מבלי שקיבלו את החיסון לאחר חשיפה לנגיף.

ובכל זאת, המחלה נשארת איום גדול יותר באזורים אחרים בעולם מאשר בארצות הברית. על פי ארגון הבריאות העולמי.

למרות שמספר מקרי המוות השנתיים הקשורים בנגיף החיסוני האנושי (HIV) ירד בשנים האחרונות, על פי נתוני ארגון הבריאות העולמי, כ -1.6 מיליון בני אדם ברחבי העולם מתו מ- HIV ורכשו סיבות הקשורות לתסמונת מחסור חיסוני (AIDS) בשנת 2012. הנגיף תוקף את תאי החיסון של האדם ומחליש את המערכת החיסונית לאורך זמן, מה שמקשה מאוד על האדם הנגוע להדוף מחלות אחרות.

כ- 15,500 אנשים עם אבחון איידס מתו בשנת 2010 בארצות הברית, על פי ה- CDC. בסך הכל, כ -650 אלף בני אדם מתו מאיידס בארצות הברית מאז שהתגלתה המחלה בשנת 1981. על פי ההערכה, כ -36 מיליון בני אדם מתו ברחבי העולם כתוצאה מהמגיפה.

כיום אנשים עם HIV אכן חיים זמן רב יותר מבעבר, מגמה החופפת עם זמינותו המוגברת של טיפול אנטי -טרו -ויראלי, כמו גם הירידה בזיהומים חדשים מאז שיא מגיפת האיידס בשנת 1997. עם זאת, אין תרופה ל- HIV. .

שפעת אולי לא נשמעת מפחידה במיוחד, אבל היא הורגת הרבה יותר אנשים מדי שנה מאשר אבולה. The exact number of people who die each year from seasonal flu virus is the subject of much debate, but the CDC puts the average number of annual deaths in the United States somewhere between 3,000 and 49,000.

The large variation in yearly deaths arises because many flu deaths are not reported as such, so the CDC relies on statistical methods to estimate the number. Another reason for this wide range is that annual flu seasons vary in severity and length, depending on what influenza viruses are most prominent. In years when influenza A (H3N2) viruses are prominent, death rates are typically more than double what they are in seasons when influenza A (H1N1) or influenza B viruses predominate, according to the CDC.

A highly contagious virus, influenza sickens far more people than it kills, with an estimated 3 million to 5 million people becoming seriously ill yearly from influenza viruses. Worldwide, the flu causes an estimated 250,000 to 500,000 deaths every year, according to the World Health Organization (WHO).

Despite the relatively low mortality rate of the virus, public health professionals and doctors recommend annual flu shots to keep the risk of complications from influenza at bay.

"Healthy people should get their vaccines every year," Rokusek told Live Science. "Studies have shown that the flu vaccine is an effective preventative measure."

But flu vaccines, which offer immunity from influenza A and B viruses, do not protect against other forms of influenza, which can arise when the virus undergoes genetic changes. New strains of the flu result in higher than average mortality rates globally. The most recent influenza pandemic, the "swine flu" or H1N1 pandemic, killed between 151,700 and 575,400 people globally during 2009 and 2010, according to the CDC.

Mosquito-borne viruses

Spread through the bite of an infected mosquito, viruses such as dengue, West Nile and yellow fever kill more than 50,000 people worldwide every year, according to estimates by the WHO and the CDC. (Malaria &mdash which is also spread by mosquitos, but is caused by a parasite rather than a virus &mdash kills more than 600,00 people yearly.)

At least 40 percent of the world's population, or about 2.5 billion people, are at risk of serious illness and death from mosquito-borne viral diseases, according to the CDC.

Dengue fever, which is endemic to parts of South America, Mexico, Africa and Asia, claims approximately 22,000 lives every year, according to the CDC. Dengue hemorrhagic fever is a deadly infection that causes high fevers and can lead to septic shock.

These diseases occur in regions neighboring the United States, making them a threat in this country.

"Dengue is very active in the Caribbean, and travelers to the Caribbean come back to the United States with dengue," said Dr. Robert Leggiadro, a New York physician and professor of biology at Villanova University in Pennsylvania. [10 Deadly Diseases That Hopped Across Species]

People infected with dengue while traveling abroad can spread the disease at home when mosquitos bite them, and then bite other people, Leggiadro said.

Even more deadly than dengue is yellow fever, which mostly affects people in Latin America and Africa. The disease causes an estimated 30,000 deaths worldwide, according to the WHO.

Less deadly, but still dangerous is West Nile virus, a viral neurological disease that is spread by mosquitos that bite humans after feasting on birds infected with the virus. Although the vast majority of people infected with this virus will not show symptoms of West Nile, the disease has killed an estimated 1,200 people in the United States since it was first seen here in 1999, according to the CDC.

Not everyone is at high risk of contracting rotavirus, but for children around the world, this gastrointestinal virus is a very serious problem. Approximately 111 million cases of gastroenteritis caused by rotavirus are reported every year globally, according to the CDC. The vast majority of those affected by the virus are children under the age of 5, and about 82 percent of deaths associated with the virus occur in children in developing nations.

Globally, an estimated 440,000 children who contract the virus die each year from complications, namely dehydration. In the United States, a vaccine for rotavirus was developed in 1998, but was later recalled due to safety concerns. A newer vaccine, developed in 2006, is now available and is recommended for children ages 2 months and older.

Despite routine vaccinations for rotavirus in the United States, the CDC estimates that between 20 and 60 children under age 5 die every year from untreated dehydration caused by the virus.

While some parents in the United States have expressed concern about the complications that may arise as a result of vaccinating for rotavirus, Leggiadro told Live Science that vaccination for this and other preventable diseases is the best way to safeguard against diseases that, if left untreated, can be deadly.

הערת העורך: This story was updated to reflect the correct definition for the acronym AIDS.


Does sunlight kill rotavirus? - ביולוגיה

חלק רביעי. אבולוציה ואקולוגיה

16. Community Interactions

16.3. Kinds of Organism Interactions

One of the important components of an organism’s niche is the other living things with which it interacts. Some interactions are harmful to one or both of the organisms, whereas other interactions are beneficial. Ecologists have classified the kinds of interactions between organisms into broad categories.

Competition is an interaction between organisms in which both organisms are harmed to some extent. This is the most common kind of interaction among organisms. Organisms are constantly involved in competition. Competition occurs whenever two organisms need a vital resource that is in short supply (figure 16.5). The vital resource may be such things as soil nutrients, sunlight, or pollinators for plants or food, shelter, nesting sites, water, mates, or space for animals.

Whenever a needed resource is in limited supply, organisms compete for it. Competition between members of the same species is called intraspecific competition. (a) Intraspecific competition for sunlight among these pine trees has resulted in the tall, straight trunks. Those trees that did not grow fast enough died. Competition between different species is called interspecific competition. (b) The lion and vultures are competing for the lion’s zebra kill.

Intraspecific competition takes place between members of the same species. It can involve a snarling tug-of-war between two dogs over a scrap of food or a silent struggle between pine seedlings for access to available light. Interspecific competition occurs between members of different species. The interaction between weeds and tomato plants in a garden is an example of interspecific competition. If the weeds are not removed, they compete with the tomatoes for available sunlight, water, and nutrients, resulting in poor growth of both the tomatoes and weeds. Similarly, there is interspecific competition among species of carnivores (e.g., hawks, owls, coyotes, foxes) for the small mammals and birds they use for food. Competition does not necessarily involve a face-to-face confrontation. For example, if a coyotes kills and eats a rodent, it has had a competitive effect on foxes, hawks, and other carnivores as well as other members of its own species, because there is now one less rodent available to be caught and eaten by others.

Competition and Natural Selection

Competition is a powerful force for natural selection. Although competition results in harm to both organisms, there can still be winners and losers. The two organisms may not be harmed to the same extent, with the result that one gains greater access to the limited resource. Biologists have recognized that, the more similar the requirements of two species of organisms, the more intense the competition between them. This has led to the development of a general rule known as the competitive exclusion principle. According to the competitive exclusion principle, no two species of organisms can occupy the same niche at the same time. If two species of organisms do occupy the same niche, the competition will be so intense that one or more of the following processes will occur: (1) one of the two species will become extinct, (2) one will migrate to a different area where competition is less intense, or (3) the two species will evolve into slightly different niches, so that the intensity of the competition is reduced. For example, a study of the feeding habits of several kinds of warblers shows that, although they live in the same place and feed on similar organisms, their niches are slightly different, because they feed in different places on trees (figure 16.6).

FIGURE 16.6. Niche Specialization

Although all of these warbler species have similar feeding habits, they limit the intensity of competition by feeding on different parts of the tree.

Another example involves the competition of various species of flowering plants for pollinators. Some have bright red tubular flowers that are attractive to hummingbirds. Some have foul odors that attract flies or beetles. Others are open only at night and are pollinated by moths or bats. A few kinds of orchid flowers mimic female wasps and are pollinated when the male wasp tries to mate with the fake female wasp. Many flowers attract several kinds of bees, butterflies, or beetles, but the flowers open only at certain times of the day. All of these differences are niche specializations that reduce competition for pollinators.

Predation is an interaction in which one animal captures, kills, and eats another animal. The organism that is killed is the prey, and the one that does the killing is the predator. Predators benefit from the relationship because they obtain a source of food obviously, prey organisms are harmed. Most predators are relatively large, compared to their prey, and have specific adaptations to aid them in catching prey. There are many different styles of predation. Many predators, such as leopards, lions, cheetahs, hawks, squid, sharks, and salmon, use speed and strength to capture their prey. Dragonflies, bats, and swallows use a technique that involves flying around in an area where they can capture flying insects. Predators such as frogs, many kinds of lizards, and insects (e.g., praying mantis) blend in with their surroundings and strike quickly when a prey organism happens by. Wolf spiders and jumping spiders have large eyes, which help them find prey, which they pounce on and kill. The webs of other kinds of spiders serve as nets to catch flying insects. The prey are quickly paralyzed by the spider’s bite and wrapped in a tangle of silk threads (figure 16.7). Many kinds of birds, insects, and mammals simply search for slow-moving prey, such as caterpillars, grubs, aphids, slugs, snails, and similar organisms. Many kinds of marine snails and starfish are predators of other slow-moving sea creatures.

Often predators are useful to humans because they control populations of organisms that do us harm. For example, snakes eat rats and mice that eat stored grain and other agricultural products. Birds and bats eat insects that are agricultural pests.

FIGURE 16.7. The Predator-Prey Relationship

(a) Many predators, such as lions and cheetahs, use speed and strength to capture prey. (b) Other predators, such as frogs and chameleons, blend in with their surroundings, lie in wait, and ambush their prey. (c) Some spiders use nets to capture prey. Obviously, predators benefit from the food they obtain, to the detriment of the prey.

It is even possible to think of a predator as having a beneficial effect on the prey species. Certainly, the individual organism that is killed is harmed, but the population can benefit. Predators can control the size of a prey population and thus, prevent large populations of prey organisms from destroying their habitat or they can reduce the likelihood of epidemic disease by eating sick or diseased individuals. Furthermore, predators act as selecting agents. The individuals that fall prey to them are likely to be less well-adapted than the ones that escape predation. Predators usually kill slow, unwary, poorly hidden, sick, or injured individuals. Thus, the genes that may have contributed to slowness, inattention, poor camouflage, illness, or the likelihood of being injured are removed from the gene pool.

Symbiosis means “living together.” Unfortunately, this word is used in several ways, none of which is very precise. However, the term symbiosis is usually used for interactions that involve a close physical relationship between two kinds of organisms. The three kinds of relationships discussed in the following sections—parasitism, commensalism, and mutualism—are often referred to as symbiotic relationships because they usually involve organisms that are physically connected to one another.

In parasitism, one organism lives in or on another living organism, from which it derives nourishment. The parasite derives benefit and harms the host, the organism it lives in or on. Parasites are smaller than their hosts. In general, they do not kill their host quickly but, rather, use it as a source of food for a long time. However, the parasite’s activities may weaken the host so that it eventually dies. Parasitism is a very common kind of interrelationship. Nearly every category of living thing has species that are parasites. There are parasitic bacteria, fungi, protozoa, plants, fish, insects, worms, mites, and ticks. In fact, there are more species of parasites in the world than there are nonparasites.

There are many styles of parasitism. Parasites that live on the outside of their hosts are called external parasites. For example, ticks live on the outside of the bodies of animals, such as rats, turtles, and humans, where they suck blood and do harm to their hosts. Internal parasites live on the inside of their hosts. For example, tapeworms live in their hosts’ intestines. Several kinds of plants are parasitic mistletoe invades the tissues of the tree it is living on to derive its nourishment. Some flowering plants, such as beech drops and Indian pipe, lack chlorophyll and are not able to do photosynthesis. They derive their nourishment by obtaining nutrients from the roots of trees or soil fungi and grow aboveground for a short period when they flower. Indian pipe is interesting in that it is parasitic on the fungi that assist tree roots in absorbing water. The root fungi receive nourishment from the tree and the Indian pipe obtains nourishment from the fungi. So, the Indian pipe is an indirect parasite on trees (figure 16.8).

FIGURE 16.8. The Parasite-Host Relationship

Parasites benefit from the relationship because they obtain nourishment from the host. (a) Tapeworms are internal parasites in the guts of their host, where they absorb food from the host’s gut. (b) The tick is an external parasite that sucks body fluids from its host. (c) Indian pipe (Monotropa uniflora) is a flowering plant that lacks chlorophyll and is parasitic on fungi that have a mutualistic relationship with tree roots. The host in any of these three situations may not be killed directly by the relationship, but it is often weakened, becoming more vulnerable to predators and diseases.

Many kinds of fungi are parasites of plants, including commercially valuable plants. Farmers spend millions of dollars each year to control fungus parasites. Many kinds of insects, worms, protozoa, bacteria, and viruses are important human parasites.

Many parasites have extremely complicated life cycles (chapter 23 discusses the life cycle of several kinds of worm parasites). In many of these life cycles, some species carry the parasite from one host to the next. Such a carrier organism is known as a vector. For example, the protozoan that causes malaria is carried from one human to another by certain species of mosquitos, and the bacterium Borrelia burgdorferi, which causes lyme disease, is carried by certain species of ticks (figure 16.9).

FIGURE 16.9. Lyme Disease—Hosts, Parasites, and Vectors

Lyme disease is a bacterial disease originally identified in a small number of people in the Old Lyme, Connecticut, area. Today, it is found throughout the United States and Canada. The parasite Borrelia burgdorferi, is a bacterium that can live in a variety of mammalian hosts (e.g., humans, mice, horses, cattle, domestic cats, and dogs). Certain ticks are vectors that suck blood from an infected animal and carry the disease to another animal when the tick feeds on it.

Special Kinds of Predation and Parasitism

Both predation and parasitism are relationships in which one member of the pair is helped and the other is harmed. But there are many kinds of common interactions in which one is harmed and the other aided that don’t fit neatly into the categories of interactions dreamed up by scientists. For example, when a deer eats the leaves off a tree or a goose eats grass, they are doing harm to the plant they are eating while deriving a benefit. In essence, these herbivores are plant predators or parasites (figure 16.10). In aquatic habitats there are many kinds of organisms (sponges, clams, barnacles, shrimp, etc.) that live as filter-feeders. They are essentially grazers on tiny organisms in the water around them. Most consume a mixture of algae and tiny animals, but they consume the entire organism and can be considered a kind of predator. In addition, there are many animals, such as mosquitoes, biting flies, vampire bats, and ticks, that take blood meals but don’t usually live permanently on the host or kill it. Are they temporary parasites or specialized predators?

FIGURE 16.10. Special Kinds of Predation and Parasitism

Herbivores have a relationship with plants that is very similar to that of carnivores with their prey and parasites with their hosts. The herbivores are aided and the plants they feed on are harmed. Mosquitoes and other kinds of blood-sucking animals can be considered temporary parasites or predators. They do harm to the animal they feed on and benefit from the relationship.

Finally, birds such as cowbirds and some species of European cuckoos do not build nests but, rather, lay their eggs in the nests of other species of bird, which raise these foster young rather than their own. The adult cowbird and cuckoo often remove eggs from the host nest. In addition, cowbird and cuckoo offspring typically push the hosts’ eggs or young out of the nest. For these reasons, typically only the cowbird or cuckoo chick is raised by the foster parents. This kind of relationship has been called nest parasitism. The surrogate parents (hosts) are harmed, and the cowbird or cuckoo is aided by having others expend the energy needed to raise its young (figure 16.11).

FIGURE 16.11. Nest Parasitism

This cowbird chick in the nest is being fed by its host parent, a yellow warbler. The cowbird chick and its cowbird parents both benefit but the host is harmed because it is not raising any of its own young.

Commensalism is a relationship in which one organism benefits and the other is not affected. For example, sharks often have another fish, the remora, attached to them. The remora has a sucker on the top side of its head, which allows it to attach to the shark for a free ride (figure 16.12a). Although the remora benefits from the free ride and by eating leftovers from the shark’s meals, the shark does not appear to be troubled by this uninvited guest, nor does it benefit from its presence.

Another example of commensalism is the relationship between trees and epiphytic plants. Epiphytes are plants that live on the surface of other plants but that do not derive nourishment from them (figure 16.12b ) . Many kinds of plants (e.g., orchids, ferns, and mosses) use the surfaces of trees as places to live. These kinds of organisms are particularly common in tropical rainforests. Many epiphytes derive a benefit from the relationship because they are able to be located in the tops of the trees, where they receive more sunlight and moisture. The trees derive no benefit from the relationship, nor are they harmed they simply serve as support surfaces for the epiphytes.

In commensalism, one organism benefits and the other is not affected. (a) The remora shown here hitchhikes a ride on the shark. It eats scraps of food left over from the shark’s messy eating habits. The shark does not seem to be hindered in any way. (b) The grey Spanish moss hanging on this oak tree is a good example of an epiphyte. The spanish moss does not harm the tree but benefits from using the tree surface as a place to grow.

Mutualism is an interrelationship in which two species live in close association with one another, and both benefit. Many kinds of animals that eat plants have a mutualistic relationship with the bacteria and protozoa that live in their guts. One of the major components of plant material is the cellulose material that makes up the cell wall. Most animals are unable to digest cellulose but rely on a collection of microorganisms in their guts to perform that function. For example, mammals such as cows, goats, camels, giraffes, and sheep have specialized portions of their guts, called a rumen, in which microorganisms live. These microbes produce enzymes, known as cellulases, that break down the cellulose in the food the animal eats. The microorganisms benefit because the gut provides them with a moist, warm, nourishing environment in which to live. The animals benefit because the breakdown of cellulose provides nutrients the animal could not get otherwise. Termites, plant-eating lizards, and many other kinds of herbivores have similar relationships with the bacteria and protozoa living in their digestive tracts which help them digest cellulose.

Lichens and corals exhibit a more intimate kind of mutualism. The bodies of lichens and corals are composed of the intermingled cells of two different kinds of organisms. Lichens consist of fungal cells and algal cells in a partnership corals consist of the cells of the coral organism intermingled with algal cells. In both, the algae carry on photosynthesis and provide nutrients, and the fungus or coral provides a moist, fixed structure for the algae to live in.

Another kind of mutualistic relationship exists between flowering plants and insects. Bees and other insects visit flowers to obtain nectar from the blossoms (figure 16.13). Usually, the flowers are constructed so that the bees pick up pollen (sperm-containing packages) from the plant on their hairy bodies, which they transfer to the female part of the next flower they visit. Because bees normally visit many individual flowers of the same species for several minutes and ignore other species of flowers, they can serve as pollen carriers between two flowers of the same species. Plants pollinated in this manner produce less pollen than do plants that rely on the wind to transfer pollen. This saves the plant energy, because it doesn’t need to produce huge quantities of pollen. It does, however, need to transfer some of its energy savings into the production of showy flowers and nectar to attract the bees. The bees benefit from both the nectar and the pollen they use both for food.

Mutualism is an interaction between two organisms in which both benefit. (a) The British soldier lichen in this photograph consists of a mutualistic association between a fungus and an alga. (b) Ruminant animals have a mutualistic relationship with the microorganisms in their gut that helps them obtain nutrients from the plants they eat. (c) Insects obtain nectar from plants the plants benefit by being pollinated. (Note the yellow pollen on the bee.)

Some plants use birds, bats, mice, beetles, flies, and other kinds of organisms to get their pollen distributed. Each kind of flower is specialized to the kind of pollinating animal. Flowers that are pollinated by bats flower at night and many of those that are pollinated by hummingbirds have long, tubular flowers. Table 16.1 summarizes features of these various kinds of organism interactions.

Another way in which plants and animals participate in a mutually beneficial relationship is in the production and consumption of fruit. The fruit that plants produce contains its seeds. The fruit is attractive to animals that eat it. When the seeds pass through the gut of the animal, they are typically deposited some distance from the plant that produced the fruit. Similarly animals that bury fruits typically carry the fruit away from the plant that produced it.


צפו בסרטון: Mergui - אני לא אני Prod. By Johnny Goldstein (יָנוּאָר 2022).