Optimal zaharlanish - Optimal virulence - Wikipedia

Optimal zaharlanish ga tegishli tushunchadir ekologiya mezbonlar va parazitlar. Ning bir ta'rifi zaharlanish parazit tomonidan uy egasining yo'qotilishi fitness. Parazitning jismoniy holati uning naslni boshqa uy egalariga o'tkazishda muvaffaqiyati bilan belgilanadi. Bir vaqtlar, kelishuv vaqt o'tishi bilan virulentlik mo'tadil va parazitar munosabatlar simbioz tomon rivojlanib bordi. Ushbu qarashga e'tiroz bildirildi. A patogen haddan tashqari cheklangan bo'lsa, raqobatda ko'proq tajovuzkor shtammga yutqazadi, bu esa ko'proq xost resurslarini o'zining ko'payishiga yo'naltiradi. Biroq, parazitning manbai va yashash joyi bo'lgan mezbon, bundan yuqori darajada zarar ko'radi zaharlanish. Bu xostning tezroq o'limiga olib kelishi va boshqa xost bilan uchrashish ehtimolini kamaytirishi bilan parazitning fitnesiga qarshi harakat qilishi mumkin (uy egasini yuqtirish uchun juda tez o'ldirish). Shunday qilib, parazitga zo'ravonlikni "o'z-o'zini cheklash" uchun bosimni ta'minlovchi tabiiy kuch mavjud. Shuning uchun g'oya shundan iboratki, parazitning fitnes darajasi eng yuqori bo'lgan virulentlikning muvozanat nuqtasi mavjud. Virulentlik o'qida har qanday harakat yuqori yoki past darajadagi virulentlikka qarab, parazitga moslashishni pasayishiga olib keladi va shu bilan qarshi tanlanadi.

Etkazish usuli

Ga binoan evolyutsion tibbiyot, virulentlik bilan ortadi gorizontal uzatish (qarindosh bo'lmaganlar o'rtasida) va bilan kamayadi vertikal uzatish (ota-onadan bolaga).[1]

Pol V. Evald virulentlik va yuqish usuli o'rtasidagi bog'liqlikni o'rganib chiqdi. U virulentlik ayniqsa suv orqali va vektor orqali yuqadigan infektsiyalarda yuqori bo'lib qolishga intiladi degan xulosaga keldi vabo va Denge. Vabo kanalizatsiya orqali, Dengu orqali tarqaladi chivinlar. Nafas olish yo'llari infektsiyalari bo'lsa, patogen omon qolish uchun ambulatoriya uy egasiga bog'liq. Yangi xostni topish uchun u xostni etarlicha uzoqlashtirishi kerak. Suv yoki vektor orqali uzatilishi mobil xostga bo'lgan ehtiyojni chetlab o'tmoqda. Evald dala kasalxonalarining gavjum bo'lishiga va xandaq urushi yuqumli kasallikning rivojlanishiga olib keladigan oson yo'lni taqdim etdi 1918 yil gripp pandemiyasi. Bunday harakatsiz, gavjum sharoitlarda patogenlar odamlarni juda kasal qilib qo'yishi va hanuzgacha sog'lom odamlarga sakrashi mumkin.

Boshqalar epidemiologlar virulentlikning xarajatlari va foydalari o'rtasidagi savdo-sotiq g'oyasini kengaytirdilar. Bitta omil - bu potentsial xostlar orasidagi vaqt yoki masofa. Samolyot sayohati, olomon zavod fermalari va urbanizatsiya Virusning mumkin bo'lgan manbalari sifatida taklif qilingan. Yana bir omil - bu bitta xostda ko'plab infektsiyalar mavjudligi, bu patogenlar o'rtasida raqobatning kuchayishiga olib keladi. Ushbu stsenariyda uy egasi eng zararli shtammlarga qarshilik ko'rsatgan taqdirdagina omon qolishi mumkin. Kam virulentlik strategiyasining afzalligi shubhasiz bo'ladi. Ko'p infektsiyalar, shuningdek, patogenlar orasida gen almashinuviga olib kelishi va o'limga olib keladigan kombinatsiyalar ehtimolini oshirishi mumkin.

Evolyutsion gipotezalar

Patogen nima uchun xuddi shunday rivojlanib borishi to'g'risida uchta asosiy gipoteza mavjud. Ushbu uchta model tushuntirishga yordam beradi hayot tarixi strategiyalari parazitlar, shu jumladan ko'payish, xujayra ichidagi migratsiya, virulentlik va boshqalar. Uchta gipoteza: Savdo-sotiq gipotezasi, Qisqa ko'rinadigan evolyutsiya gipotezasi, va Tasodifiy evolyutsiya gipotezasi. Ushbu takliflarning barchasi yakuniy patogen mikroorganizmlarning virulentligini tushuntirishlar.

Savdo gipotezasi

Bir vaqtning o'zida ba'zi biologlar patogenlar tobora kamayib boradigan virusliligiga qarab rivojlanish tendentsiyasiga ega, chunki xost egasining o'limi (yoki hatto jiddiy nogironlik) oxir-oqibat uning ichida yashovchi qo'zg'atuvchiga zararli hisoblanadi. Masalan, mezbon o'lsa, uning ichidagi patogen populyatsiyasi butunlay yo'q bo'lib ketishi mumkin. Shu sababli, uy egasi atrofida harakatlanishiga va boshqa xostlar bilan o'zaro aloqada bo'lishiga imkon beradigan kamroq virusli patogenlar ko'payish va tarqalishda katta muvaffaqiyatlarga ega bo'lishi kerak edi.

Ammo bu shart emas. Uy egasini o'ldiradigan patogen shtammlari, patogen qo'zg'atuvchisi yangi mezbonga o'tishi mumkin bo'lgunga qadar yoki uning o'limidan keyin ham ko'payishi mumkin. Patogen mikroorganizmlarda virulentlik evolyutsiyasi - bu qo'zg'atuvchiga virulentlikning xarajatlari va foydalari o'rtasidagi muvozanat. Masalan, Mackinnon and Read (2004)[1] Pol va boshq. (2004) [2] mos ravishda kemiruvchi va tovuq modelidan foydalangan holda bezgak parazitini o'rganib chiqdi va yuqtirishning muvaffaqiyati va zaharlanish o'rtasida mezbon o'limi bilan belgilanadigan kelishuv mavjudligini aniqladi.

Qisqa muddatli evolyutsiya gipotezasi

Qisqa muddatli evolyutsiya ko'payish tezligini va yangi xostga o'tishni kuchaytiradigan xususiyatlar patogen populyatsiya ichida yuqori chastotaga ko'tarilishini ko'rsatadi. Ushbu xususiyatlarga tezroq ko'payish, tezroq ko'payish, ko'p sonli ko'payish, uzoqroq yashash, antitelalarga qarshi omon qolish yoki organizmning ba'zi qismlarida patogen odatda kirib bormaydigan qobiliyat kiradi. Ushbu xususiyatlar odatda patogenlar populyatsiyasida xost populyatsiyalariga qaraganda tez-tez uchraydigan mutatsiyalar tufayli paydo bo'ladi, bu patogenlarning tez nasl berish vaqti va juda ko'p sonlari. Bir necha avloddan so'ng tez ko'payish yoki tarqalishni kuchaytiradigan mutatsiyalar chastotada ko'payadi. Qo'zg'atuvchining ko'payishini va tarqalishini kuchaytiradigan bir xil mutatsiyalar uning xujayraning virusliligini kuchaytirib, ko'p zarar etkazadi (kasallik va o'lim). Agar qo'zg'atuvchining qo'zg'atuvchisi mezbonni o'ldirsa va yangi xostga o'z yuqishiga xalaqit bersa, zaharlanish tanlanadi. Virusli bo'lishiga qaramay, yuqish davom etar ekan, virusli patogenlar afzalliklarga ega bo'ladi. Masalan, viruslar ko'pincha oilalarda ko'payib boradi, bu erda uy egasi qanchalik kasal bo'lishidan qat'iy nazar, bir xostdan ikkinchisiga o'tish mumkin. Xuddi shunday, qochoqlar lagerlari kabi gavjum sharoitlarda viruslilik vaqt o'tishi bilan o'sib boradi, chunki yangi xostlar yuqtirish ehtimolidan qochib qutula olmaydilar.

Tasodifiy evolyutsiya gipotezasi

Patogen viruslanishning ayrim shakllari xo’jayin bilan birga rivojlanmagan. Masalan, qoqshol tuproq bakteriyasi tomonidan kelib chiqadi Tetani Clostridium. Keyin C. tetani bakteriyalar inson yarasiga kiradi, bakteriyalar tez o'sishi va bo'linishi mumkin, garchi inson tanasi ularning odatiy yashash joyi bo'lmasa ham. Bo'lish paytida, C. tetani odamlar uchun o'limga olib keladigan neyrotoksin ishlab chiqaradi. Ammo bakteriyalarning tuproqdagi normal hayotiy tsiklidagi seleksiya uni odam zoti bilan evolyutsiyani emas, balki ushbu toksinni hosil bo'lishiga olib keladi. Bakteriya o'zini tuproqda emas, balki odam ichida topadi voqea. Aytishimiz mumkinki, neyrotoksin inson xostiga yo'naltirilmagan.

Umuman olganda, odamlarda ko'plab qo'zg'atuvchilarning zaharliligi selektsiya maqsadi bo'lmasligi mumkin, aksincha selektsiyaning tasodifiy yon mahsuloti, boshqa holatlarda ham ishlaydi antagonistik pleiotropiya.

Yangi muhitga kengayish

Qo'zg'atuvchining yangi muhitga, xostga yoki to'qimalarga kirib borishi har doim viruslanish potentsialiga ega. Immunologik himoyalanmaganligi sababli yoki juda zaiflik tufayli yangi uy egasi tajovuzkorga yomon moslashib ketgandir. O'zgarishlar davrida tabiiy selektsiya yangi xostni asoschilar zo'riqishidan ko'ra samaraliroq foydalanadigan mutatsiyalarni qo'llab-quvvatlaydi va virulentlikning paydo bo'lishiga imkoniyat yaratadi.

Xostning sezgirligi

Xostning sezgirligi virulentlikka yordam beradi. Yuqtirish sodir bo'lgandan so'ng, patogen davom ettirish uchun infektsiyani o'rnatishi kerak. Uy egasi immuniteti qanchalik vakolatli bo'lsa, parazitning omon qolish imkoniyati shunchalik kam bo'ladi. Tegishli himoyasiz xostni topish uchun bir nechta translyatsiya hodisalari talab qilinishi mumkin. Bu vaqt ichida bosqinchi hozirgi xostning omon qolishiga bog'liq. Yuqori darajadagi virulentlik uchun maqbul shart-sharoitlar mavjud bo'lgan jamiyat bo'lishi mumkin immunitetga ega disfunktsiya (va / yoki yomon) gigiena va sanitariya ) boshqa usullar bilan imkon qadar sog'lom (masalan, maqbul) oziqlanish ).

Adabiyotlar

  1. ^ Makinnon, M; O'qish (2004). "Bezgakdagi yuqumli kasallik: evolyutsion nuqtai nazar". Qirollik jamiyatining falsafiy operatsiyalari B. 359 (1446): 965–986. doi:10.1098 / rstb.2003.1414. PMC  1693375. PMID  15306410.
  2. ^ Pol, R; T Lafond; CDM Myuller-Graf; S Nitiutay; PT Brey; JK Koella (2004). "Bezgak parazitlari infektsiyasida o'limga olib keladigan yoki o'limga olib kelmaydigan virulentlik va yuqish muvaffaqiyatlari o'rtasidagi bog'liqlikni eksperimental baholash". BMC evolyutsion biologiyasi. 4: 30. doi:10.1186/1471-2148-4-30. PMC  520815. PMID  15355551.

Tashqi havolalar