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该研究将亲属的选择与寄生虫的宿主操纵行为联系起来

导读德克萨斯农工大学的生物学家查尔斯克里西昂博士的一项新研究;m大学和一位加拿大合作者表明,家庭纽带和特征,如操纵、牺牲和无私,对寄生

德克萨斯农工大学的生物学家查尔斯克里西昂博士的一项新研究;m大学和一位加拿大合作者表明,家庭纽带和特征,如操纵、牺牲和无私,对寄生生物的生存至关重要,就像人类等认知物种一样。

本质上,当它成功传播时,一些寄生虫会在亲戚的帮助下成功。

特别是在肝吸虫出血的情况下,一只幼虫进入并占据蚂蚁宿主的大脑,迫使蚂蚁依附在植被上,直到被蠕虫的下一个宿主(如牛和牛)吃掉。鹿。在教科书中利他行为的一个例子中,脑吸虫牺牲自己来保证其亲属的生存,这些亲属会一起感染同一只蚂蚁的腹部。蚂蚁通过植被暴露可以保证腹部吸虫的传播。这些吸虫通过感染哺乳动物的胆管生存,在那里进行有性繁殖,并在它们生活的粪便中传播下一代寄生虫。

40多年来,科学家们一直假设亲戚的选择——有利于亲戚生存的性状的进化——可以解释大脑fl的高尚自我牺牲。

Criscione说:“据推测,基因完全相同的个体(我们称之为克隆体)最终可以生活在同一只蚂蚁身上,因为在蜗牛的第一个宿主中,寄生虫处于无性繁殖阶段。”“许多克隆体的幼虫寄生虫是从蜗牛喜欢吃的粘液球中释放出来的。然而,没有人测试过这种寄生虫共感染蚂蚁的克隆关系,尤其是脑吸虫和腹吸虫之间的克隆关系。”

克里塞恩和他的同事约翰吉拉德博士(卡尔加里大学)、卡姆戈特博士和布拉德范帕里登博士(莱斯布里奇大学)已经做到了这一点,现在他们有数据证明了这一点。

在他们的研究中,研究人员测量了蚂蚁大脑和腹部吸虫之间的遗传相关性。该团队不仅偶然证明了克隆在同一只蚂蚁中的出现频率远高于预期,还发现脑吸虫通常在蚂蚁中也有克隆。同一只蚂蚁。他们的研究目前在网上发表,下周将在《美国国家科学院院刊》发表。这项研究提供了罕见的遗传证据,支持亲缘选择在有益于寄生虫和寄生虫的宿主操纵行为进化中的作用。传播,并作为类似行为的进化解释,以提高遗传相关家庭成员之间的生存和繁殖概率。

Criscione说:“Lancet吸血鬼是相对选择的一个极端例子,因为它实现了最高程度的遗传相关,即在蜗牛宿主体内寄生虫的无性繁殖阶段进行克隆。”“虽然我们的数据证实了最初的假设,因为我们发现了很多克隆体,而且这些克隆体会一起感染同一只蚂蚁,我们的研究也反映了科学界非常重要的需求,那就是尽可能收集硬数据来检验我们的假设,而不考虑它的直觉。尤其是像枪骑兵这样的标志性系统。”

为了解释亲属的选择,Criscio沿用了群体遗传学创始人之一JBS Haldane回忆的话,具体来说就是他的研究生、著名进化生物学家约翰梅纳德史密斯:八个表兄弟或两个兄弟。本质上,降低个人生存和/或繁衍的特质——利他特质——在人群中的出现频率会增加,因为它有利于生存和/或繁衍,从而有利于亲属的个体适应。

Crisio说:“所有的兄弟姐妹和堂兄妹平均分别占他们遗传信息的50%和12.5%。”“通过‘帮助’两个完整的兄弟姐妹或一个表亲中的八个表亲,个体实际上从遗传信息的角度确保了自己的生存和/或繁殖。

“该理论表明,一种真正的自我牺牲行为——利他主义——无法通过自然选择进化,因为行为人死亡后,无法将行为背后的基因变异传递下去。但是,如果行为人利他行为的接受者是相关的,对于行为人来说,由于行为人与亲属共享自己的基因,特征可以进化或频率增加,这是亲属选择或受益于亲属特征进化的前提。在腹部,即使脑吸虫没有传播到下一个宿主,它的克隆体也是一样的。他们就像双胞胎,因为他们共享100%的遗传信息。

有趣的是,Criscione指出,当蚂蚁第一次吃蜗牛泥球,摄入无数寄生幼虫时,很多蚂蚁会迁移到它们的头部。但是当一个人到达蚂蚁的大脑时,其余的人会改变方向,迁移到腹部,在腹部周围会形成一个保护性的囊肿。

那么,是什么让一个大脑成为英雄,更不用说其他人回去为蚂蚁腹部的相对安全而战了?

克里西奥说:“我们不知道。”“一种假设是,这种“英雄”特质的遗传基础可以在所有个体中找到,但我们需要知道一个或多个控制这种特质的基因才能回答这个问题。因此,这仍然是一个悬而未决的问题。在方向上,有一种假设是脑吸虫直接释放一种化学物质,或者脑吸虫间接导致蚂蚁释放一种化学物质,从而通知另一种幼虫进入腹部。”

克里斯蒂安说,从更广泛的角度来看,亲戚和多层次的选择。

的融合重新引起了人们对个体间遗传关系如何影响性状选择的兴趣,从社会行为到植物如何生根。

Criscione说:“我们的研究增加了一个独特的特征,其中亲属选择的特征是有助于寄生虫传播的特征。”“对于吸虫而言,这也很有趣,它们是一类寄生的扁虫,估计有30,000种以上,其中一些具有重要的经济和健康意义。所有吸虫都在其第一宿主中无性繁殖,通常是因此,克隆性,即遗传相关性的最高形式,使得亲属选择成为其他吸虫特征进化的一种可能性,包括克隆和种姓形成之间的竞争,甚至可能是宿主在毒力方面的竞争。”

Criscione说,关于刺血虫肝吸虫系统中克隆体的传播生物学,有很多东西要学,从有多少种到最终的哺乳动物宿主,到它们在各个最终宿主之间的分散程度。

Criscione说:“如果克隆人最终在同一宿主中并交配,那等于自我交配。”“自我交配是近交的一种极端形式,它是决定遗传信息如何在群体中的各个个体之间分配的一种进化机制。此外,询问某个特定克隆是否占主导地位还是我们感兴趣的是,各种不同的克隆在向最终宿主的传播过程中仍然存活?”

由于寄生虫改变了宿主的表型-行为和形态-在吸虫以外的其他寄生虫中也有发生,因此Criscione说,将这些寄生虫的生态学,种群遗传学和系统发育学与这些寄生虫的操纵特性相结合以充分了解其起源非常重要,适应意义和生态环境。

Criscione补充说:“寄生虫的生态学和进化出寄生生命周期的不同物种的数量极为不同。”“因此,发现改变的宿主表型在不同的寄生虫中出现的可能方式将是令人兴奋的。”

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