Sự ký sinh

Trong sinh học và sinh thái học, ký sinh là dạng quan hệ cộng sinh không tương hỗ giữa hai loài, trong đó một loài sống bám vào loài còn lại, gọi là vật chủ hay ký chủ. Cả sinh vật ký sinh và ký chủ có thể là động vật, thực vật, đơn bào hay đa bào. Trong y học, ký sinh trùng hay động vật ký sinh là những sinh vật sống dựa vào sinh chất của các sinh vật khác để tồn tại và phát triển. Mặc dù nhiều sinh vật tự kiếm thức ăn, ký sinh trùng lại sống bám hoàn toàn hoặc một phần vào loài khác như giun móc hay ký sinh trùng sốt rét.

Những ví dụ điển hình của động vật ký sinh gồm giun sán sống trong ruột và chấy rận ve ký sinh trên da vật chủ. Trong thực vật, các loài cây ký sinh như tầm gửi và tơ hồng (Cuscuta) là đại diện tiêu biểu. Vì sự phong phú và đa dạng của các hình thức dinh dưỡng trong sinh giới, phân loại ký sinh sống ngoài vật chủ thường gặp nhiều bất định.

• Nhiều động vật, bao gồm cả con người, ăn lá hoặc các bộ phận của cây nhưng không được xem là ký sinh.
• Các động vật hút máu như dơi quỷ (vampire), đỉa, vắt,... thường được coi là 'ký sinh bắt buộc', trong khi muỗi, mặc dù có thể cả đời không hút máu, vẫn được phân loại là ký sinh trùng theo thói quen y học.

Nguyên gốc từ

Thuật ngữ ký sinh có nguồn gốc từ tiếng Pháp cổ là parasite, từ Latin là parasitus, và bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp παράσιτος (parasitos). Nó bao gồm hai phần: παρά (para) có nghĩa là 'bên cạnh', và σῖτος (sitos) nghĩa là 'lúa mì'. Ghép lại là παρά (para) + σιτισμός (sitismos) để chỉ 'ăn bám'. Trong tiếng Việt, từ ký sinh có nguồn gốc từ chữ Hán '寄生'; trong đó 寄 (ký) nghĩa là 'nhờ vả', và 生 (sinh) nghĩa là 'sống', do đó, ký sinh có thể hiểu là 'sống nhờ' hoặc tầm gửi.

Các khái niệm chính

• Vật chủ hay ký chủ: là những sinh vật bị ký sinh, tức là bị ký sinh trùng chiếm sinh chất. Trong quan hệ này, vật chủ là đối tượng bị tổn thương, ví dụ, khi người bị nhiễm giun thì người là vật chủ, giun là ký sinh trùng.
• Ký sinh bắt buộc (obligate) hay ký sinh vĩnh viễn: Ký sinh trùng sống hoàn toàn trong hoặc trên vật chủ suốt đời, ví dụ như giun đũa.
• Ký sinh tùy ý (facultative) hay bán ký sinh, ký sinh tạm thời: Ký sinh trùng có thể sống tự lập, nhưng khi gặp vật chủ phù hợp thì mới bám vào để lấy dinh dưỡng, ví dụ như muỗi hút máu khi đói.
• Ký sinh bậc cao (hyperparasite): Ký sinh trùng sống trên vật chủ, mà vật chủ này cũng là một ký sinh trùng, thường thấy ở ký sinh trùng côn trùng.
• Ký sinh ngoài (ectoparasite): Ký sinh trùng sống ngoài cơ thể vật chủ, như da, tóc móng, ví dụ như nấm trên da.
• Ký sinh nội (endoparasite): Ký sinh trùng sống trong cơ thể vật chủ, ví dụ như giun sán trong ruột. Những ký sinh sống trong mô hay máu được chia thành:
  • Ký sinh nội bào (intracellular parasite): Ký sinh trùng sống trong tế bào, như ký sinh trùng sốt rét.
  • Ký sinh giữa các tế bào (intercellular parasite): Ký sinh trùng sống giữa các tế bào, như giun kim, sán lá Trematoda.

Các loại hình ký sinh

Có nhiều loại ký sinh với mối quan hệ vật chủ ở các mức độ khác nhau.

• Ký sinh thực sự (parasite) là dạng ký sinh bám chặt vào vật chủ. Nếu là ký sinh bắt buộc, ký sinh trùng có thể chết theo khi vật chủ chết. Ví dụ bao gồm giun sán và thực vật như cây tơ hồng, tầm gửi.
• Ký sinh nuôi dưỡng (Brood parasite) là trường hợp động vật lợi dụng và giao con cái cho loài khác nuôi dưỡng, ví dụ như chim tu hú, cá da trơn Mochokidae Synodontis multipunctatus ở hồ Tanganyika, và một số loài ong, kiến, bướm như Phengaris rebeli. Các loài chủ nuôi thường không chết mà chỉ phải chăm sóc con non và có thể mất con non của mình.
• Ký sinh dạng (parasitoid) có nhiều kiểu và mức độ khác nhau.
  • Ký sinh đẻ trứng nhờ: Ký sinh trùng đẻ trứng vào vật chủ, các ấu trùng sau đó bám vào thân hoặc chui vào trong vật chủ, tiêu thụ sinh chất. Ví dụ điển hình là ong bắp cày đẻ trứng vào côn trùng khác. Một số ruồi trâu gửi ấu trùng vào da động vật máu nóng như trâu bò hoặc người để ăn sinh chất, nhưng động vật không chết khi ấu trùng trưởng thành. Khi trưởng thành, ký sinh vật này sống độc lập.
  • Bắt làm thức ăn cho ấu trùng: Các loài như ong có nọc đốt con mồi để làm thức ăn cho ấu trùng. Ví dụ là ong bắp cày Tarantula hawk tấn công nhện góa phụ đen hoặc nhện lông lá lớn để làm thức ăn cho con non. Dù là một phần của chuỗi thức ăn, nhưng được liệt kê vì có sự tương đồng với 'đẻ trứng nhờ'.
  • Ký sinh ăn cướp (kleptoparasitism) là hành vi cướp thức ăn mà loài khác đã kiếm được, thường xảy ra trong nội loài hoặc giữa các loài có cùng kiểu thức ăn. Ví dụ, chim cướp biển cướp cá của chim biển khác, hoặc các thú như sư tử, báo, linh cẩu cướp mồi từ những kẻ yếu hơn. Loài người cũng có hành vi cướp bóc trong và ngoài loài.

Đặc điểm nổi bật

Ký sinh trùng thường nhỏ hơn nhiều so với vật chủ và sinh sản nhanh hơn, ví dụ như ký sinh trùng sống trên động vật có xương sống và các loài vật chủ khác như giun Cestoda, sán lá, trùng sốt rét Plasmodium, và bọ chét.

Tác động của cộng sinh với ký sinh, xét theo khía cạnh sinh học, là một mối quan hệ tinh tế giữa các loài. Ký sinh trùng có thể mang lại lợi ích cho vật chủ theo nhiều cách, từ việc làm suy yếu các đặc điểm giới tính thứ sinh đến các tác động khác. Ký sinh trùng hưởng lợi từ vật chủ qua nguồn thức ăn, nơi cư trú và khả năng sinh sản của vật chủ.

Khái niệm sử dụng ký sinh trùng để cải thiện hệ sinh thái vẫn còn khá mơ hồ. Đây thường là một phần của chuỗi quan hệ sinh học liên tục giữa các loài hơn là một sự liên kết đặc hữu. Mối quan hệ này có thể mang lại lợi ích cho một số loài nhưng không phải tất cả. Trong nhiều trường hợp, việc xác định rõ tác hại của ký sinh trùng đối với vật chủ là rất khó. Thêm vào đó, vẫn chưa có chuyên gia nào hiểu rõ các bộ phận của ký sinh trùng hoặc mối quan hệ của chúng trong các hệ sinh thái có tuổi thọ ngắn. Trong y học, chỉ có sinh vật nhân chuẩn được coi là ký sinh trùng, như vi khuẩn và virus. Tuy nhiên, một số loài khác cũng được coi là ký sinh trùng trong các nghiên cứu sinh học.

Một số ký sinh trùng thực sự

Sinh vật đơn bào

Ký sinh trùng sốt rét (Plasmodium) là một chi sinh vật đơn bào, ký sinh bắt buộc và nội tế bào, cụ thể là trong tế bào gan hoặc hồng cầu. Chi Plasmodium được mô tả lần đầu tiên vào năm 1885 bởi Ettore Marchiafava và Angelo Celli. Hiện tại, đã xác định hơn 200 loài trong chi này, với ít nhất 11 loài ký sinh trên người vẫn đang được nghiên cứu và mô tả.

Giun sán

Giun sán là các loài ký sinh bắt buộc thường gặp trong cơ thể vật chủ, bao gồm các loài giun như giun móc và giun đũa, cũng như các loại sán như sán dây bò (Taenia saginata) và sán lá gan (Fasciola). Chúng thường ký sinh trong ruột non, nhưng một số loài nhỏ hơn có thể cư trú trong mô hoặc máu. Phần lớn giun sán sẽ chết cùng với vật chủ của chúng.

Để duy trì nòi giống, chúng sinh sản với số lượng ấu trùng lớn. Các loài ký sinh trên động vật sống trên cạn hoặc dưới nước thường dễ dàng hơn trong việc tìm vật chủ. Chúng có thể xâm nhập qua đường ăn uống hoặc qua da, như trường hợp giun chỉ và giun móc. Nếu giun xâm nhập qua da nhưng không phải vật chủ chính, như giun của chó mèo bám vào người, có thể gây bệnh 'giun bò dưới da' vì giun không có enzym cần thiết để di chuyển đến chỗ trú.

Các loài ký sinh trên chim phải đối mặt với khó khăn lớn hơn trong việc tìm vật chủ, vì vậy chúng phát triển các chiến lược đặc biệt. Ấu trùng từ phân chim trước tiên tìm đến sinh vật là thức ăn của chim vật chủ, tạm trú ở đó và tiết ra các chất ảnh hưởng đến sự phát triển và hành vi của sinh vật chủ tạm trú. Khi đủ lớn, những sinh vật này sẽ lộ diện để chim vật chủ dễ dàng bắt được.

Côn trùng

Chấy, rận, ve, bọ chét... là những loài côn trùng ký sinh không cố định, sống bám trên da, lông, tóc,... của vật chủ.

Cá

Cá Candiru, với tên khoa học Vandellia cirrhosa, còn được gọi là cañero, là một loài cá da trơn nước ngọt sống ký sinh không cố định thuộc họ Trichomycteridae, có nguồn gốc từ lưu vực sông Amazon, phân bố ở các quốc gia Bolivia, Brasil, Colombia, Ecuador và Peru. Chúng có thói quen tìm kiếm và hút máu của các động vật khác, bao gồm cả con người. Đã có một trường hợp ghi nhận về việc một con candiru xâm nhập vào hệ thống tiết niệu của con người, xảy ra tại Itacoatiara, Brasil vào năm 1997.

Thực vật

Các cây thuộc chi Tơ hồng (Cuscuta) là loài ký sinh bắt buộc (obligate) bám vào cây họ Bìm bìm (Convolvulaceae), không có diệp lục nên không thể tự quang hợp. Chi này bao gồm hơn 100 loài, phân bố rộng rãi ở các vùng ôn đới và nhiệt đới trên Trái Đất. Mặc dù là ký sinh bắt buộc, chúng có thể sống sót nếu bám vào nhiều cây chủ khác nhau.

Đa số cây thuộc họ Tầm gửi (Loranthaceae) là loại ký sinh tùy ý (facultative) hoặc bán ký sinh. Họ này gồm khoảng 75 chi và 1.000 loài cây thân gỗ. Chúng có diệp lục để quang hợp và tự dưỡng, bám vào thân cây khác để sinh trưởng.

• Thực vật sống nhờ (sinh thái học)
• Quan hệ tương tác sinh học
• Ký sinh nuôi dưỡng
• Cộng sinh
• Hội sinh
• Thực vật biểu sinh