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多亏了寄生虫?人类大脑神经进化到现在的状态

时间:2019-10-02 12:58:39 来源:大鱼号 编辑:李佳荣

 

       自人类诞生以来,寄生虫就从未停止过与我们的相爱相杀,它们不仅改变了某些人类的进化方向和行为,甚至也影响了大脑神经的进化方式,充当着隐形设计师的角色。

       美国新墨西哥大学心理学家马可·德尔吉迪斯(Marco Del Giudice)认为,人类大脑进化可能受到控制宿主行为的寄生虫影响,并提出了四种宿主对抗脑操纵寄生虫的适应性对策,以及寄生虫本身进化出的应对方式。

       操纵宿主行为

       许多寄生虫都能操纵宿主的行为,以提高繁殖成功率和实现更广泛传播的目标。德尔吉迪斯博士举了些例子,比如刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)。

       这种寄生虫会以老鼠为媒介,并在其杏仁核中诱导表观遗传变化。这些变化降低了老鼠对猫的恐惧,使刚地弓形虫更容易进入猫的体内,因为猫唯一能支持其繁衍的宿主。

       狂犬病会增加传染性唾液的产生,并引起宿主对水的厌恶,然后引发宿主发动暴力攻击,这是狂犬病最常见的传播途径。此外,许多性传播病原体被认为可以操纵宿主的性行为。

       限制进入大脑

       对于高等生物来说,将寄生虫排除在中枢神经系统之外是最基本的能力。大脑保护屏障形成了第一道防线,作为物理和化学安全的保护层。

       不过,寄生虫已经进化出了从大脑外部操纵宿主行为的其他能力:有些寄生虫产生可改变行为的物质,如多巴胺,并将其释放到血液中;有些寄生虫可操纵荷尔蒙的分泌,其他则通过激活特定的免疫反应来操纵宿主。

       增加信号复杂性

       中枢神经系统利用神经活性物质作为神经元、大脑网络以及大脑和其他器官之间的内部信号。寄生虫可以通过产生压制性的信号来劫持这些通路,从而改变宿主行为,或者正如德尔吉迪斯所指出的那样,破坏现有的信号。不过,这需要破坏宿主的内部信号代码。

       对于寄生虫来说,越复杂的信号编码越难破解。这种复杂性增加包括需要不同神经化学物质联合发挥作用,或在特定的时间脉冲中释放神经活性物质。扩展传输分子及其结合受体机制也增加了复杂性,更精细的内部信号增加了寄生虫破解信号代码所需的时间。

       从适应性的角度来看,这可能会迫使寄生虫寻找其他的操纵方法。然而,不断增加的复杂性也提高了宿主的代谢成本。此外,增加某个系统的复杂性“往往会产生新的脆弱点”,这可能会被适应性更强的寄生虫所利用。

       提高稳健性

       提高系统的稳健性也就相当于对损害进行控制。高等生物倾向于以能够维持正常行为功能的方式进化,即使在受到寄生虫攻击时也是如此。德尔吉迪斯讨论了许多被动和主动提高稳健性的宿主策略,包括系统的冗余和模块化、所谓的领结网络架构、反馈调节系统以及对非特异性线索监测等。

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