該研究將親屬的選擇與寄生蟲(chóng)的宿主操縱行為聯(lián)系起來(lái)

德克薩斯農(nóng)工大學(xué)的生物學(xué)家查爾斯克里西昂博士的一項(xiàng)新研究；m大學(xué)和一位加拿大合作者表明，家庭紐帶和特征，如操縱、犧牲和無(wú)私，對(duì)寄生生物的生存至關(guān)重要，就像人類(lèi)等認(rèn)知物種一樣。

本質(zhì)上，當(dāng)它成功傳播時(shí)，一些寄生蟲(chóng)會(huì)在親戚的幫助下成功。

特別是在肝吸蟲(chóng)出血的情況下，一只幼蟲(chóng)進(jìn)入并占據(jù)螞蟻宿主的大腦，迫使螞蟻依附在植被上，直到被蠕蟲(chóng)的下一個(gè)宿主(如牛和牛)吃掉。鹿。在教科書(shū)中利他行為的一個(gè)例子中，腦吸蟲(chóng)犧牲自己來(lái)保證其親屬的生存，這些親屬會(huì)一起感染同一只螞蟻的腹部。螞蟻通過(guò)植被暴露可以保證腹部吸蟲(chóng)的傳播。這些吸蟲(chóng)通過(guò)感染哺乳動(dòng)物的膽管生存，在那里進(jìn)行有性繁殖，并在它們生活的糞便中傳播下一代寄生蟲(chóng)。

40多年來(lái)，科學(xué)家們一直假設(shè)親戚的選擇——有利于親戚生存的性狀的進(jìn)化——可以解釋大腦fl的高尚自我犧牲。

Criscione說(shuō)：“據(jù)推測(cè)，基因完全相同的個(gè)體(我們稱(chēng)之為克隆體)最終可以生活在同一只螞蟻身上，因?yàn)樵谖伵５牡谝粋€(gè)宿主中，寄生蟲(chóng)處于無(wú)性繁殖階段?！薄霸S多克隆體的幼蟲(chóng)寄生蟲(chóng)是從蝸牛喜歡吃的粘液球中釋放出來(lái)的。然而，沒(méi)有人測(cè)試過(guò)這種寄生蟲(chóng)共感染螞蟻的克隆關(guān)系，尤其是腦吸蟲(chóng)和腹吸蟲(chóng)之間的克隆關(guān)系。”

克里塞恩和他的同事約翰吉拉德博士(卡爾加里大學(xué))、卡姆戈特博士和布拉德范帕里登博士(萊斯布里奇大學(xué))已經(jīng)做到了這一點(diǎn)，現(xiàn)在他們有數(shù)據(jù)證明了這一點(diǎn)。

在他們的研究中，研究人員測(cè)量了螞蟻大腦和腹部吸蟲(chóng)之間的遺傳相關(guān)性。該團(tuán)隊(duì)不僅偶然證明了克隆在同一只螞蟻中的出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)高于預(yù)期，還發(fā)現(xiàn)腦吸蟲(chóng)通常在螞蟻中也有克隆。同一只螞蟻。他們的研究目前在網(wǎng)上發(fā)表，下周將在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表。這項(xiàng)研究提供了罕見(jiàn)的遺傳證據(jù)，支持親緣選擇在有益于寄生蟲(chóng)和寄生蟲(chóng)的宿主操縱行為進(jìn)化中的作用。傳播，并作為類(lèi)似行為的進(jìn)化解釋?zhuān)蕴岣哌z傳相關(guān)家庭成員之間的生存和繁殖概率。

Criscione說(shuō)：“Lancet吸血鬼是相對(duì)選擇的一個(gè)極端例子，因?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)了最高程度的遺傳相關(guān)，即在蝸牛宿主體內(nèi)寄生蟲(chóng)的無(wú)性繁殖階段進(jìn)行克隆。”“雖然我們的數(shù)據(jù)證實(shí)了最初的假設(shè)，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)了很多克隆體，而且這些克隆體會(huì)一起感染同一只螞蟻，我們的研究也反映了科學(xué)界非常重要的需求，那就是盡可能收集硬數(shù)據(jù)來(lái)檢驗(yàn)我們的假設(shè)，而不考慮它的直覺(jué)。尤其是像槍騎兵這樣的標(biāo)志性系統(tǒng)?！?

為了解釋親屬的選擇，Criscio沿用了群體遺傳學(xué)創(chuàng)始人之一JBS Haldane回憶的話(huà)，具體來(lái)說(shuō)就是他的研究生、著名進(jìn)化生物學(xué)家約翰梅納德史密斯：八個(gè)表兄弟或兩個(gè)兄弟。本質(zhì)上，降低個(gè)人生存和/或繁衍的特質(zhì)——利他特質(zhì)——在人群中的出現(xiàn)頻率會(huì)增加，因?yàn)樗欣谏婧?或繁衍，從而有利于親屬的個(gè)體適應(yīng)。

Crisio說(shuō)：“所有的兄弟姐妹和堂兄妹平均分別占他們遺傳信息的50%和12.5%?！薄巴ㄟ^(guò)‘幫助’兩個(gè)完整的兄弟姐妹或一個(gè)表親中的八個(gè)表親，個(gè)體實(shí)際上從遺傳信息的角度確保了自己的生存和/或繁殖。

“該理論表明，一種真正的自我犧牲行為——利他主義——無(wú)法通過(guò)自然選擇進(jìn)化，因?yàn)樾袨槿怂劳龊螅瑹o(wú)法將行為背后的基因變異傳遞下去。但是，如果行為人利他行為的接受者是相關(guān)的，對(duì)于行為人來(lái)說(shuō)，由于行為人與親屬共享自己的基因，特征可以進(jìn)化或頻率增加，這是親屬選擇或受益于親屬特征進(jìn)化的前提。在腹部，即使腦吸蟲(chóng)沒(méi)有傳播到下一個(gè)宿主，它的克隆體也是一樣的。他們就像雙胞胎，因?yàn)樗麄児蚕?00%的遺傳信息。

有趣的是，Criscione指出，當(dāng)螞蟻第一次吃蝸牛泥球，攝入無(wú)數(shù)寄生幼蟲(chóng)時(shí)，很多螞蟻會(huì)遷移到它們的頭部。但是當(dāng)一個(gè)人到達(dá)螞蟻的大腦時(shí)，其余的人會(huì)改變方向，遷移到腹部，在腹部周?chē)鷷?huì)形成一個(gè)保護(hù)性的囊腫。

那么，是什么讓一個(gè)大腦成為英雄，更不用說(shuō)其他人回去為螞蟻腹部的相對(duì)安全而戰(zhàn)了？

克里西奧說(shuō)：“我們不知道?！薄耙环N假設(shè)是，這種“英雄”特質(zhì)的遺傳基礎(chǔ)可以在所有個(gè)體中找到，但我們需要知道一個(gè)或多個(gè)控制這種特質(zhì)的基因才能回答這個(gè)問(wèn)題。因此，這仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。在方向上，有一種假設(shè)是腦吸蟲(chóng)直接釋放一種化學(xué)物質(zhì)，或者腦吸蟲(chóng)間接導(dǎo)致螞蟻釋放一種化學(xué)物質(zhì)，從而通知另一種幼蟲(chóng)進(jìn)入腹部。”

克里斯蒂安說(shuō)，從更廣泛的角度來(lái)看，親戚和多層次的選擇。

的融合重新引起了人們對(duì)個(gè)體間遺傳關(guān)系如何影響性狀選擇的興趣，從社會(huì)行為到植物如何生根。

Criscione說(shuō)：“我們的研究增加了一個(gè)獨(dú)特的特征，其中親屬選擇的特征是有助于寄生蟲(chóng)傳播的特征。”“對(duì)于吸蟲(chóng)而言，這也很有趣，它們是一類(lèi)寄生的扁蟲(chóng)，估計(jì)有30,000種以上，其中一些具有重要的經(jīng)濟(jì)和健康意義。所有吸蟲(chóng)都在其第一宿主中無(wú)性繁殖，通常是因此，克隆性，即遺傳相關(guān)性的最高形式，使得親屬選擇成為其他吸蟲(chóng)特征進(jìn)化的一種可能性，包括克隆和種姓形成之間的競(jìng)爭(zhēng)，甚至可能是宿主在毒力方面的競(jìng)爭(zhēng)。”

Criscione說(shuō)，關(guān)于刺血蟲(chóng)肝吸蟲(chóng)系統(tǒng)中克隆體的傳播生物學(xué)，有很多東西要學(xué)，從有多少種到最終的哺乳動(dòng)物宿主，到它們?cè)诟鱾€(gè)最終宿主之間的分散程度。

Criscione說(shuō)：“如果克隆人最終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種極端形式，它是決定遺傳信息如何在群體中的各個(gè)個(gè)體之間分配的一種進(jìn)化機(jī)制。此外，詢(xún)問(wèn)某個(gè)特定克隆是否占主導(dǎo)地位還是我們感興趣的是，各種不同的克隆在向最終宿主的傳播過(guò)程中仍然存活?”

由于寄生蟲(chóng)改變了宿主的表型-行為和形態(tài)-在吸蟲(chóng)以外的其他寄生蟲(chóng)中也有發(fā)生，因此Criscione說(shuō)，將這些寄生蟲(chóng)的生態(tài)學(xué)，種群遺傳學(xué)和系統(tǒng)發(fā)育學(xué)與這些寄生蟲(chóng)的操縱特性相結(jié)合以充分了解其起源非常重要，適應(yīng)意義和生態(tài)環(huán)境。

Criscione補(bǔ)充說(shuō)：“寄生蟲(chóng)的生態(tài)學(xué)和進(jìn)化出寄生生命周期的不同物種的數(shù)量極為不同。”“因此，發(fā)現(xiàn)改變的宿主表型在不同的寄生蟲(chóng)中出現(xiàn)的可能方式將是令人興奮的。”