可以說寄生蟲通常對它們的寄主有害。 許多人會導致疾病和死亡,因此,與大多數物種一樣,我們人類通常會不惜一切代價避免感染。 但事實證明,一些寄生蟲雖然可能在隔離中有害,但實際上可以幫助宿主應對更致命的感染。
了解寄生有益的時候對我們如何管理傳染病具有重要意義,但我們目前對這一現象知之甚少。 我們的新研究,出版於 進化信,告訴我們寄生蟲可以很容易地發展出不同的機制來保護宿主免受其他感染,這表明宿主保護本質上應該是常見的。
“敵人的敵人是我的朋友”的想法 已經在人類社會中存在了很長時間 但它遠非人類衝突所獨有。 自然界充滿了寄生蟲在某些條件下有害並且在其他條件下有用的例子。
那個細菌 生活在我們的直覺中 偶爾會引起問題,但他們也會 防止更有害的微生物定植 如 腸沙門氏菌,這會導致食物中毒。 同樣,通常感染昆蟲的細菌通常很昂貴,但可以 提供保護,防止更致命的感染。 和君主蝴蝶的幼蟲 更有可能在感染中存活下來 寄生蠅時,它們也被原生動物(單細胞生物)感染。
寄生蟲也可以通過其他方式幫助寄主,例如在其他物種中引起更嚴重的疾病。 這是主要原因之一 為什麼灰松鼠會迅速取代紅松鼠 來自英國大部分地區。 灰松鼠是其中的載體 松鼠痘病毒這通常對紅松鼠是致命的,但對灰色很少有害。 同樣,某些細菌以某種形式參與其中 原始生物戰 通過攜帶競爭細菌無法免疫的病毒。
這些例子表明被感染並不一定是壞事,事實上有時候是有益的。 但他們沒有告訴我們的是寄生蟲是如何以及何時進化為對宿主有用的。
最近的實驗實驗 已經證明,生活在微小蠕蟲體內的輕微有害細菌可以在短短幾天內進化,以保護宿主免受致命的感染。 這一驚人的結果表明,細菌可以迅速進化宿主保護免受其他傳染病。
關於這種進化如何以及何時在自然界中發生,我們知之甚少。 如果寄生蟲進化以保護宿主免受更致命的感染,敵人現在成為朋友嗎?
從敵人到朋友
使用數學建模,我們探討了兩種宿主保護形式的演變:抵抗和寬容。 通過賦予宿主抗性而保護的寄生蟲降低了第二種物種能夠感染它們的可能性,例如 腸道中的細菌阻止其他微生物的定植。 相比之下,賦予宿主耐受性的寄生蟲可以減少其感染後寄生蟲對其造成的傷害,就像它的情況一樣。 保護帝王蝶幼蟲免受寄生蠅的原生動物.
我們發現,即使保護性寄生蟲可能不得不將資源從其自身的生長或繁殖轉移到保護宿主,兩種形式的宿主保護也會在各種條件下發展。 保護仍在發展,因為這種成本遠遠超過宿主(以及保護性寄生蟲)存活率的增加。
但這兩種保護形式之間存在一些顯著差異。 例如,抗藥性通常會增加宿主的種群數量,但耐受性會產生負面影響,因為它會增加疾病的總體患病率。 這些差異表明保護機制對於確定保護性寄生蟲是否真正有益至關重要。
我們現在可以結合起來 數學建模 with 實驗室實驗 進化微生物以回答關於其他物種如何響應宿主保護而進化的有趣問題。 宿主是否會進化為攜帶保護性寄生蟲,這就是我們如何與一些腸道細菌建立共生關係? 更有害的寄生蟲可以進化以克服宿主保護嗎? 回答這些問題可以幫助我們 找到治療傳染病的新方法.
我們的研究結果揭示了一個迷人的生物現象 我們仍然知之甚少。 然而,隨著越來越多的主機保護實例的出現,很明顯 - 至少如果你是一個寄生蟲 - 你的敵人的敵人確實可以成為你的朋友。
關於作者
Ben Ashby,研究員, 巴斯大學
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