你體內(nèi)的寄生蟲可以保護(hù)你免受疾病的侵害
可以說寄生蟲通常對它們的寄主有害。許多人會導(dǎo)致疾病和死亡,因此,與大多數(shù)物種一樣,我們?nèi)祟愅ǔ幌б磺写鷥r避免感染。但事實(shí)證明,一些寄生蟲雖然可能在隔離中有害,但實(shí)際上可以幫助宿主應(yīng)對更致命的感染。
了解寄生有益的時候?qū)ξ覀內(nèi)绾喂芾韨魅静【哂兄匾饬x,但我們目前對這一現(xiàn)象知之甚少。我們在“進(jìn)化快報”上發(fā)表的新研究告訴我們,寄生蟲可以很容易地發(fā)展出不同的機(jī)制來保護(hù)宿主免受其他感染,這表明宿主保護(hù)本質(zhì)上應(yīng)該是常見的。
“敵人的敵人是我的朋友”的觀念已經(jīng)在人類社會中存在了很長時間,但它遠(yuǎn)非人類沖突所獨(dú)有。自然界充滿了寄生蟲在某些條件下有害并且在其他條件下有用的例子。
生活在腸道中的細(xì)菌偶爾會引起問題,但它們也會阻止腸道沙門氏菌等更有害微生物的定植,這會導(dǎo)致食物中毒。類似地,通常感染昆蟲的細(xì)菌通常是昂貴的,但可以提供針對更致命的感染的保護(hù)。當(dāng)它們也被原生動物(單細(xì)胞生物)感染時,帝王蝶的幼蟲更有可能通過寄生蠅感染。
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(yán)重的疾病。這是灰松鼠從英國大部分地區(qū)迅速取代紅松鼠的主要原因之一?;宜墒笫撬墒蠖徊《镜臄y帶者,它通常對紅松鼠致命,但對灰鼠很少有害。同樣,某些種類的細(xì)菌通過攜帶競爭性細(xì)菌無法免疫的病毒而進(jìn)行原始生物戰(zhàn)的形式。
這些例子表明被感染并不一定是壞事,事實(shí)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(jìn)化為對宿主有用的。
最近的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)表明,生活在微小蠕蟲體內(nèi)的輕微有害細(xì)菌可以在短短幾天內(nèi)進(jìn)化,以保護(hù)宿主免受致命感染。這一驚人的結(jié)果表明,細(xì)菌可以迅速進(jìn)化宿主保護(hù)免受其他傳染病。
關(guān)于這種進(jìn)化如何以及何時在自然界中發(fā)生,我們知之甚少。如果寄生蟲進(jìn)化以保護(hù)宿主免受更致命的感染,敵人現(xiàn)在成為朋友嗎?
從敵人到朋友
使用數(shù)學(xué)建模,我們探索了兩種宿主保護(hù)形式的演變:抵抗和容忍。通過賦予宿主抗性而保護(hù)的寄生蟲降低了第二物種能夠感染它們的可能性,例如當(dāng)腸道中的細(xì)菌阻止其他微生物定植時。相比之下,賦予宿主耐受性的寄生蟲可減少其感染后寄生蟲對其造成的傷害,原生動物保護(hù)帝王蝶幼蟲免受寄生性蒼蠅的侵害。
我們發(fā)現(xiàn),即使保護(hù)性寄生蟲可能不得不將資源從其自身的生長或繁殖轉(zhuǎn)移到保護(hù)宿主,兩種形式的宿主保護(hù)也會在各種條件下發(fā)展。保護(hù)仍在發(fā)展,因?yàn)檫@種成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過宿主(以及保護(hù)性寄生蟲)存活率的增加。
但這兩種保護(hù)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(shù)量,但耐受性會產(chǎn)生負(fù)面影響,因?yàn)樗鼤黾蛹膊〉目傮w患病率。這些差異表明保護(hù)機(jī)制對于確定保護(hù)性寄生蟲是否真正有益至關(guān)重要。
我們現(xiàn)在可以將數(shù)學(xué)建模與不斷演變的微生物的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,以回答有關(guān)其他物種如何響應(yīng)宿主保護(hù)而發(fā)展的有趣問題。宿主是否會進(jìn)化為攜帶保護(hù)性寄生蟲,這就是我們?nèi)绾闻c一些腸道細(xì)菌建立共生關(guān)系?更有害的寄生蟲可以進(jìn)化以克服宿主保護(hù)嗎?回答這些問題有助于我們找到治療傳染病的新方法。
我們的研究結(jié)果揭示了一個我們?nèi)匀恢跎俚拿匀松铿F(xiàn)象。然而,隨著越來越多的宿主保護(hù)的例子,很明顯 - 至少如果你是一個寄生蟲 - 你的敵人的敵人確實(shí)可以成為你的朋友。
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