Anfitrión (biología)

La rata negra es un host de embalses para la peste bubónica. Las pulgas de rata oriental que infestan las ratas son vectores para la enfermedad.

En biología y medicina, un huésped es un organismo más grande que alberga un organismo más pequeño; ya sea un huésped parasitario, mutualista o comensalista (simbionte). Por lo general, al huésped se le proporciona alimento y refugio. Los ejemplos incluyen animales que albergan gusanos parásitos (por ejemplo, nematodos), células que albergan virus patógenos (causantes de enfermedades) o una planta de frijol que alberga bacterias mutualistas (útiles) fijadoras de nitrógeno. Más específicamente en botánica, una planta huésped proporciona recursos alimenticios a los micropredadores, que tienen una relación evolutivamente estable con sus huéspedes similar al ectoparasitismo. El rango de hospedantes es la colección de hospedantes que un organismo puede usar como compañero.

Simbiosis

La simbiosis abarca una amplia variedad de posibles relaciones entre organismos, que difieren en su permanencia y sus efectos en las dos partes. Si uno de los socios de una asociación es mucho más grande que el otro, generalmente se le conoce como el anfitrión. En el parasitismo, el parásito se beneficia a expensas del huésped. En el comensalismo, los dos viven juntos sin dañarse, mientras que en el mutualismo, ambas partes se benefician.

La mayoría de los parásitos solo lo son durante parte de su ciclo de vida. Al comparar los parásitos con sus parientes de vida libre más cercanos, se ha demostrado que el parasitismo ha evolucionado en al menos 233 ocasiones distintas. Algunos organismos viven en estrecha asociación con un huésped y solo se vuelven parásitos cuando las condiciones ambientales se deterioran.

Un parásito puede tener una relación a largo plazo con su huésped, como ocurre con todos los endoparásitos. El invitado busca al anfitrión y obtiene de él comida u otro servicio, pero no suele matarlo. Por el contrario, un parasitoide pasa gran parte de su vida dentro o sobre un solo huésped, lo que finalmente provoca la muerte del huésped, con algunas de las estrategias involucradas al borde de la depredación. Generalmente, el huésped se mantiene vivo hasta que el parasitoide crece por completo y está listo para pasar a su siguiente etapa de vida. La relación de un huésped con su huésped puede ser intermitente o temporal, tal vez asociada con múltiples huéspedes, lo que hace que la relación sea equivalente a la herbivoría de un animal salvaje. Otra posibilidad es que la relación huésped-huésped no tenga contacto físico permanente, como en el parasitismo de cría del cuco.

Huéspedes de parásitos

Comparación de estrategias de micropredador, parásito, parasitoide y depredador. Sus interacciones con sus anfitriones forman un continuum. La micropredación y el parasitoidismo se consideran ahora estrategias evolutivas dentro del parasitismo.

Los parásitos siguen una amplia variedad de estrategias evolutivas, colocando a sus anfitriones en una gama igualmente amplia de relaciones. El parasitismo implica coevolución huésped-parásito, incluido el mantenimiento de polimorfismos genéticos en el huésped, donde existe un compromiso entre la ventaja de la resistencia a un parásito y un costo como la enfermedad causada por el gen.

Tipos de anfitriones

• huésped definitivo o primario – un organismo en el que el parásito llega al estadio adulto y reproduce sexualmente, si es posible. Este es el anfitrión final.
• Host secundario o intermedio – un organismo que alberga el parásito sexualmente inmaduro y es requerido por el parásito para someterse al desarrollo y completar su ciclo de vida. A menudo actúa como vector del parásito para llegar a su anfitrión definitivo. Por ejemplo, Dirofilaria immitis, el gusano de los perros, utiliza el mosquito como su anfitrión intermedio hasta que madura en la L infectiva₃ etapa larval.

No siempre es fácil o incluso posible identificar qué host es definitivo y cuál secundario. Los ciclos de vida de muchos parásitos no se comprenden bien, y el organismo más importante desde el punto de vista subjetivo o económico puede designarse inicialmente incorrectamente como primario. El etiquetado incorrecto puede continuar incluso después de que se conozca el error. Por ejemplo, a veces se dice que la trucha y el salmón son "huéspedes primarios" para la enfermedad del torbellino de los salmónidos, aunque el parásito mixosporiano se reproduce sexualmente dentro del gusano del lodo. Y donde el huésped alberga las diferentes fases del parásito en diferentes sitios dentro de su cuerpo, el huésped es tanto intermedio como definitivo: por ejemplo, triquinosis, una enfermedad causada por lombrices intestinales, donde el huésped tiene juveniles inmaduros en sus músculos y adultos reproductivos. en su tracto digestivo.

• Host paratenico o de transporte – un organismo que alberga el parásito sexualmente inmaduro pero no es necesario para que el ciclo de desarrollo del parásito avance. Los anfitriones paratenicos sirven como "dumps" para las etapas no maduras de un parásito en el que pueden acumularse en números altos. El trematodo Alaria americana es un ejemplo: las llamadas etapas mesocercariales de este parásito residen en tadpoles, que rara vez son comidos por el huésped canino definitivo. Las tadpoles (o las ranas, después de la metamorfosis) son más frecuentemente presas por las serpientes, que luego funcionan como anfitriones paraténicos: las mesocercarias no experimentan más desarrollo allí, pero pueden acumularse, e infectar el huésped definitivo una vez que la serpiente es consumida por un cánido. El nematodo Skrjabingylus nasicola es otro ejemplo, con balas como anfitriones intermedios, trillas y roedores como anfitriones paraténicos, y mostelidas como anfitriones definitivos.
• Dead-end, incidental, o host accidental – un organismo que generalmente no permite la transmisión al huésped definitivo, evitando así que el parásito termine su desarrollo. Por ejemplo, los seres humanos y los caballos son anfitriones de extremo muerto para el virus del Nilo Occidental, cuyo ciclo de vida es normalmente entre mosquitos y pájaros. La gente y los caballos pueden infectarse, pero el nivel de virus en su sangre no se hace lo suficientemente alto para pasar la infección a los mosquitos que los muerden.
• Reservoir host – un organismo que alberga un patógeno pero no sufre efectos malos. Sin embargo, sirve como fuente de infección a otras especies susceptibles, con importantes implicaciones para el control de enfermedades. Un huésped de depósito puede ser reinfectado varias veces.

Huéspedes vegetales de micropredadores

Buff ermine moth caterpillar, a polyphagous micropredator

La microdepredación es una estrategia evolutivamente estable dentro del parasitismo, en la que un pequeño depredador vive parasitariamente en una planta huésped mucho más grande y se come partes de ella.

La gama de plantas de las que se alimenta un insecto herbívoro se conoce como su gama de huéspedes. Esto puede ser ancho o angosto, pero nunca incluye todas las plantas. Un pequeño número de insectos son monófagos y se alimentan de una sola planta. La larva del gusano de seda es una de ellas, siendo las hojas de morera el único alimento consumido. Más a menudo, un insecto con un rango limitado de hospedadores es oligófago y está restringido a unas pocas especies estrechamente relacionadas, generalmente en la misma familia de plantas. La polilla de espalda de diamante es un ejemplo de esto, alimentándose exclusivamente de Brassicas, y la larva de la polilla de la papa se alimenta de papas, tomates y tabaco, todos miembros de la misma familia de plantas, Solanaceae. Los insectos herbívoros con una amplia gama de huéspedes en varias familias de plantas diferentes se conocen como polífagos. Un ejemplo es la polilla del armiño, cuyas larvas se alimentan de aliso, menta, plátano, roble, ruibarbo, grosella, mora, muelle, hierba cana, ortiga y madreselva.

El virus de la gripe puede cambiar por reasorden genético mientras viaja entre diferentes anfitriones en su rango.

Las plantas a menudo producen metabolitos secundarios tóxicos o desagradables para disuadir a los herbívoros de alimentarse de ellas. Los insectos monófagos han desarrollado adaptaciones específicas para superar las de sus huéspedes especialistas, lo que les otorga una ventaja sobre las especies polífagas. Sin embargo, esto los pone en mayor riesgo de extinción si sus anfitriones elegidos sufren contratiempos. Las especies monófagas pueden alimentarse del tierno follaje joven con altas concentraciones de sustancias químicas dañinas de las que las especies polífagas no pueden alimentarse, teniendo que arreglárselas con hojas más viejas. Existe un compromiso entre la calidad y la cantidad de descendencia; el especialista maximiza las posibilidades de que sus crías prosperen prestando gran atención a la elección del huésped, mientras que el generalista produce una mayor cantidad de huevos en condiciones subóptimas.

Algunos micropredadores de insectos migran regularmente de un huésped a otro. El pulgón de la zanahoria pasa el invierno en su huésped principal, un árbol de espino, y migra durante el verano a su huésped secundario, una planta de la familia de las zanahorias.

Rango de hospedantes

El rango de hospedantes es el conjunto de hospedantes que un parásito puede usar como compañero. En el caso de los parásitos humanos, el rango de huéspedes influye en la epidemiología del parasitismo o enfermedad.

Alojamiento de virus

Por ejemplo, la producción de cambios antigénicos en el virus de la influenza A puede deberse a que los cerdos se infectan con el virus de varios huéspedes diferentes (como humanos y aves). Esta coinfección brinda la oportunidad de mezclar los genes virales entre las cepas existentes, produciendo así una nueva cepa viral. Una vacuna contra la influenza producida contra una cepa viral existente podría no ser eficaz contra esta nueva cepa, lo que requiere que se prepare una nueva vacuna contra la influenza para la protección de la población humana.

Asociaciones no parasitarias

Anfitriones mutualistas

Mycorrhiza, una interacción mutua entre las raíces de una planta y un hongo

Algunos anfitriones participan en interacciones totalmente mutualistas con ambos organismos siendo completamente dependientes el uno del otro. Por ejemplo, las termitas son anfitriones de los protozoos que viven en su intestino y que digieren la celulosa, y la flora intestinal humana es esencial para una digestión eficiente. Muchos corales y otros invertebrados marinos albergan zooxantelas, algas unicelulares, en sus tejidos. El huésped proporciona un ambiente protegido en una posición bien iluminada para las algas, mientras se beneficia de los nutrientes producidos por la fotosíntesis que complementan su dieta. Lamellibrachia luymesi, un gusano tubícola gigante de aguas profundas, tiene una asociación mutualista obligada con simbiontes bacterianos internos oxidantes de sulfuro. El gusano tubícola extrae las sustancias químicas que las bacterias necesitan del sedimento, y las bacterias suministran nutrientes al gusano tubícola, que no tiene boca. Algunos cangrejos ermitaños colocan trozos de esponja en el caparazón en el que viven. Estos crecen y eventualmente disuelven la concha del molusco; Es posible que el cangrejo nunca más necesite reemplazar su morada y está bien camuflado por el crecimiento excesivo de la esponja.

Una relación de hospedaje importante es la micorriza, una asociación simbiótica entre un hongo y las raíces de una planta huésped vascular. El hongo recibe carbohidratos, los productos de la fotosíntesis, mientras que la planta recibe fosfatos y compuestos nitrogenados adquiridos por el hongo del suelo. Se ha demostrado que más del 95% de las familias de plantas tienen asociaciones de micorrizas. Otra relación de este tipo es entre las plantas leguminosas y ciertas bacterias fijadoras de nitrógeno llamadas rizobios que forman nódulos en las raíces de la planta. El huésped proporciona a las bacterias la energía necesaria para la fijación de nitrógeno y las bacterias proporcionan gran parte del nitrógeno que necesita el huésped. Cultivos como frijoles, guisantes, garbanzos y alfalfa pueden fijar nitrógeno de esta manera, y mezclar trébol con pastos aumenta el rendimiento de los pastos.

El neurotransmisor tiramina producido por la bacteria comensal Providencia, que coloniza el intestino del nematodo Caenorhabditis elegans, elude el requisito de biosíntesis de tiramina para su huésped. Este producto probablemente se convierte en octopamina por la enzima tiramina β-hidroxilasa del huésped y manipula una decisión sensorial del huésped.

Simbiosis de limpieza: una wrasse limpiadora hawaiana con su cliente, una llave amarilla

Anfitriones en simbiosis de limpieza

Los huéspedes de muchas especies están involucrados en la limpieza de la simbiosis, tanto en el mar como en la tierra, haciendo uso de animales más pequeños para limpiarlos de parásitos. Los limpiadores incluyen peces, camarones y pájaros; los anfitriones o clientes incluyen una gama mucho más amplia de peces, reptiles marinos, incluidas tortugas e iguanas, pulpos, ballenas y mamíferos terrestres. El anfitrión parece beneficiarse de la interacción, pero los biólogos han discutido si se trata de una relación verdaderamente mutualista o algo más cercano al parasitismo por parte del limpiador.

Enfermera tiburón tocando host a remoras comunales, que ganan un paseo gratis y que pueden servir como limpiadores

Hospedadores comensales

Los rémoras (también llamados peces ventosa) pueden nadar libremente, pero han desarrollado ventosas que les permiten adherirse a superficies lisas, ganando un paseo libre (foresis), y pasan la mayor parte de sus vidas aferrándose a un animal huésped como una ballena. tortuga o tiburón. Sin embargo, la relación puede ser mutualista, ya que las rémoras, aunque generalmente no se consideran peces limpiadores, a menudo consumen copépodos parásitos: por ejemplo, estos se encuentran en el contenido estomacal del 70% de las rémoras comunes. Muchos moluscos, percebes y gusanos poliquetos se adhieren al caparazón del cangrejo herradura del Atlántico; para algunos esto es un arreglo conveniente, pero para otros es una forma obligada de comensalismo y no viven en otro lugar.

Historia

El primer huésped que se notó en la antigüedad fue el ser humano: los parásitos humanos, como la anquilostomiasis, se registran en el antiguo Egipto desde el año 3000 a. C. en adelante, mientras que en la antigua Grecia, el Corpus hipocrático describe el gusano de la vejiga humana. El médico persa medieval Avicena registró parásitos humanos y animales, incluidos gusanos redondos, oxiuros, el gusano de Guinea y tenias. En la Edad Moderna, Francesco Redi registró parásitos animales, mientras que el microscopista Antonie van Leeuwenhoek observó e ilustró el protozoo Giardia lamblia de "sus propias heces blandas".

Los anfitriones de los simbiontes mutualistas se reconocieron más recientemente, cuando en 1877 Albert Bernhard Frank describió la relación mutualista entre un hongo y un alga en los líquenes.