寄生蟲設計的進化

當分析寄生蟲和宿主之間的相互作用時，大量的研究致力于研究寄生蟲用來控制宿主行為的方法?！峨[形設計師》發(fā)表在2019年9月出版的《生物季刊》上：

通過寄生蟲操縱的大腦進化”，馬爾科德爾朱迪切通過系統(tǒng)地討論寄生蟲操縱可能鼓勵的方式，討論了這種關系中被忽視的一個方面。宿主神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的機制進化。德爾朱迪切研究了這一進化史和宿主可能采取的抵抗行為劫持的假設方法。

寄生蟲，如病毒、昆蟲、蠕蟲和細菌，出于多種原因試圖操縱宿主行為。寄生蟲可能會引起行為改變，增加從一個宿主傳播到另一個宿主的機會。同樣，寄生蟲可能會破壞宿主的正常神經(jīng)功能，促使生物前往更適合寄生蟲或更有利于繁殖的環(huán)境。有時選擇宿主并將其用作寄生蟲后代發(fā)育的安全環(huán)境。

寄生蟲試圖通過不同的方式改變宿主的行為。寄生蟲可以通過破壞生物體免疫系統(tǒng)中的反應來使用免疫學方法。更直接的選擇可能是通過分泌干擾宿主神經(jīng)遞質(zhì)的物質(zhì)來使用神經(jīng)藥理學。寄生蟲也可以通過改變基因表達來采用基因組/蛋白質(zhì)組學方法。

除了寄生蟲的動機和策略，德爾朱迪切認為這些生化機制的攻擊給神經(jīng)系統(tǒng)適應和制定對策帶來了巨大的壓力。參考以往的文獻和現(xiàn)實世界的例子，本文提出了四種潛在的主機對策。分析這種分類，德爾朱迪切認為當遇到操縱時，宿主可以阻止寄生蟲繞過大腦的保護屏障，迫使寄生蟲更加努力地工作，釋放更多的神經(jīng)活性物質(zhì)，使信號更加復雜，或者增強大腦耐受干擾的能力。

在進一步闡述這些對策之后，作者考慮了潛在的進化約束和相關的“魯棒性-脆弱性權(quán)衡”。雖然對策可能會增加復雜性并阻止寄生蟲，但新的適應可能會同時削弱系統(tǒng)的另一部分，并為寄生蟲提供替代目標。

考慮到所討論的機制的有效性，建議宿主-寄生蟲相互作用的研究可能有助于進一步促進神經(jīng)科學和精神藥理學的研究。通過研究對寄生蟲攻擊的適應性，神經(jīng)科學家可以獲得一個額外的視角，了解持續(xù)的進化之戰(zhàn)如何導致效率低下，或者曾經(jīng)至關重要的機制如何隨著時間的推移發(fā)揮不相關的功能。在精神藥理學中，寄生蟲的生化方法采用模仿藥理藥物的方法。研究人員可以分析大腦結(jié)構(gòu)拒絕寄生藥物干預的方式，進而利用這些信息使精神活性藥物對患者更有效。

“寄生蟲施加的無情壓力肯定會在各個層面上影響神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的進化，即使是對于沒有(或不再是)操縱目標的動物也是如此。如果這是真的，那么神經(jīng)生物學的許多方面注定要由德爾朱迪切來寫，直到寄生蟲——大腦的隱形設計者——最終被包括在這幅仍然神秘或鮮為人知的畫中。

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