Избегание патогенов - Pathogen avoidance
Избегание патогенов , также называемое избеганием паразитов или отвращением к патогенам , относится к теории о том, что реакция отвращения у людей представляет собой адаптивную систему, которая направляет поведение, чтобы избежать инфекции, вызванной паразитами, такими как вирусы , бактерии , грибы , простейшие , гельминты. черви , членистоногие и социальные паразиты . Избегание патогенов - это психологический механизм, связанный с поведенческой иммунной системой . Избегание патогенов рассматривается как одна из трех областей отвращения, которая также включает сексуальное и моральное отвращение.
Эволюционное значение
В природе контроль или предотвращение патогенов является важной стратегией фитнеса, потому что болезнетворные агенты присутствуют постоянно. Патогены быстро размножаются за счет приспособленности своих хозяев, что создает коэволюционную гонку вооружений между передачей патогенов и избеганием хозяина. Чтобы патоген переместился к новому хозяину, он должен использовать области тела, которые служат точками контакта между нынешними и будущими хозяевами, такие как рот, кожа, задний проход и гениталии. Чтобы избежать затрат на инфекцию, организмы нуждаются в контрадаптации для предотвращения передачи патогенов, защищая точки входа, такие как рот и кожа, и избегая точек выхода других людей и веществ, выходящих из этих точек, таких как фекалии и капельки чихания. Избегание патогенов обеспечивает первую линию защиты, физически избегая сородичей, других видов, объектов или мест, которые могут повысить уязвимость перед патогенами.
Теория отвращения избегания патогенов предсказывает, что поведение, которое снижает контакт с патогенами, будет подвергаться сильному отбору на протяжении всей эволюции свободноживущих организмов и должно преобладать во всем царстве животных . По сравнению с альтернативой, связанной с инфекционной угрозой, избегание, вероятно, обеспечивает снижение воздействия патогенов и снижение энергетических затрат, связанных с активацией физиологического иммунного ответа . Такое поведение встречается во всей литературе о животных, особенно среди социальных животных.
Механизм
У людей реакции отвращения являются основным механизмом предотвращения инфекции через поведение, вызванное сенсорными сигналами. Тайбур утверждает, что для отвращения к патогенам требуются два психологических механизма: системы обнаружения, которые распознают входные сигналы, связанные с присутствием патогенов, и системы интеграции, которые сопоставляют угрозы патогенов на основе сигналов с другими факторами, имеющими отношение к физической форме, и соответствующим образом генерируют поведение отказа или избегания.
Генетические основы этих нейронных механизмов на сегодняшний день изучены недостаточно. Есть некоторые свидетельства того, что люди способны обнаруживать визуальные и обонятельные сигналы до того, как появятся явные сигналы для реакции отвращения.
Сигналы
Патогены, как правило, слишком малы, чтобы их можно было наблюдать напрямую, и поэтому им необходимо наличие наблюдаемых сигналов, которые имеют тенденцию к совместному появлению с ними. Эти входные данные принимают форму узнаваемых сигналов.
- Гигиена: обнаружение явных или физических доказательств антисанитарного поведения.
- Животные или насекомые: обычно переносчики болезней животных или насекомых, такие как мыши или комары.
- Секс: поведение, связанное с беспорядочными половыми связями.
- Атипичный внешний вид: сигналы инфекции у других людей, такие как аномальная форма тела, деформация, слуховые сигналы, такие как кашель, и контекстные сигналы, связанные с обстоятельствами повышенного риска заражения, такими как бездомность.
- Поражения: раздражители, связанные с признаками инфекции на поверхности тела, такими как волдыри, нарывы или гной.
- Еда: продукты с видимыми или обонятельными признаками порчи.
Модель вычислительной структуры
Тыбур предложил модель того, как может быть структурирована система обработки информации. В этой модели системы восприятия (зрение, обоняние и т. Д.) Контролируют окружающую среду в поисках сигналов для патогенов. Затем механизм объединяет сигналы от различных систем восприятия и оценивает индекс патогенов, внутреннюю оценку вероятности присутствия патогенов, основанную на надежности и обнаружении сигналов. Наконец, контекстно-зависимое избегание может происходить только в том случае, если в качестве входных данных принимается дополнительная информация - если существуют другие механизмы, которые функционируют для компромисса между присутствием патогена и другими параметрами, влияющими на приспособленность, в различных контекстах. Ожидаемая ценность контакта - это нисходящий индекс, который объединяет другие индексы, относящиеся к затратам и выгодам контакта, который затем регулирует подход по сравнению с избеганием адаптивным образом. Эта модель согласуется с несколькими эмпирическими выводами о том, как дополнительные переменные, такие как сексуальная ценность, статус нутриентов, статус родства, гормональный статус и иммунная функция, также влияют на ответы на сигналы патогенов.
Недостатки в обнаружении патогенов
Ошибки обнаружения сигналов распространены в системе предотвращения патогенов; Есть два типа ошибок: ложная тревога, при которой реакция избегания патогенов используется без надобности, или промах, когда избегание патогенов не применялось при наличии риска заражения, они зависят от того, присутствуют патогены или нет. Предполагается, что затраты, связанные с отсутствием реакции избегания при наличии риска инфицирования, будут выше, что позволяет предположить, что отбор может способствовать большей чувствительности к патогенам-сигнализаторам за счет специфичности. Считается, что это объясняет закон заражения, согласно которому объекты, находящиеся в контакте с инфекционным сигналом, сами считаются заразными.
Контрадаптации патогенов
Хозяева и паразиты подвергаются взаимному эволюционному отбору: хозяева приобретают приспособления для предотвращения передачи патогенов, а патогены приобретают черты, позволяющие уклоняться от защиты хозяина; это известно как коэволюция хозяин-паразит.
Паразиты манипулирования поведением хозяина
Многие паразитические виды манипулируют поведением своих хозяев, чтобы увеличить вероятность передачи и завершения жизненного цикла паразита, их иногда называют паразитами, изменяющими поведение . Это широко распространенная адаптивная стратегия, которая увеличивает пользу паразита в фитнесе. Паразиты могут влиять на поведение хозяина разными способами, изменяя активность хозяина, его микросреду или и то, и другое. Сравнение таксонов хозяев и паразитов показало, что инфицированные позвоночные с большей вероятностью будут иметь нарушенную реакцию на хищников в результате манипуляций, в то время как инфицирование беспозвоночных приводит к увеличению числа хозяев, вступающих в контакт с хищниками.
Известные факторы влияния
Секс
Женщины неизменно демонстрируют более высокую чувствительность к отвращению, чем мужчины. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что женщины более чутко реагируют на конкретные угрозы болезней, чем мужчины. Предполагается, что это согласуется с возросшей эволюционной ролью женщин в защите своего потомства.
Сексуальное поведение
Сексуальное поведение с другим человеком, такое как половой акт, является основным источником патогенного риска, особенно бактериальной или вирусной инфекции. Исследования показали отрицательную взаимосвязь между сексуальным возбуждением и отвращением, указывая на то, что, когда сексуальное возбуждение увеличивается, реакции отвращения уменьшаются. Дополнительные данные указывают на различия в чертах избегания патогенов и их взаимосвязь с сексуальным поведением. Люди с высоким уровнем избегания патогенов менее мотивированы заниматься сексом с несколькими партнерами. Это говорит о том, что люди с более активной поведенческой иммунной системой могут воспринимать затраты на сексуальную активность с несколькими партнерами как более высокие, чем люди с менее активной поведенческой иммунной системой.
Наземная среда по сравнению с водной средой
Отличительные особенности передачи паразитов в водных и наземных экосистемах приводят к различиям в поведении избегания в этих средах, однако механизмы весьма схожи. Например, морские паразиты, по оценкам, распространяются в два раза быстрее, чем их наземные аналоги, из-за сочетания повышенной вязкости и плотности морской воды и движения воды через приливы и течения.
Политическая идеология
Исследователи предположили, что элементы консервативной политической ориентации снижают индивидуальную подверженность инфекционным агентам. Эти исследования показали, что связь между избеганием патогенов и социальным консерватизмом была статистически устойчивой. В качестве аспектов консерватизма, нейтрализующих патогены, были предложены многочисленные механизмы, такие как внутригрупповой фаворитизм, культурная эволюция, благоприятствующая нейтрализующим патогенам традициям и ритуалам, и отстаивающая приверженность традициям внутри сообщества. Есть критика этой ассоциации. Тайбур утверждает, что взаимосвязь между социальным консерватизмом и избеганием патогенов объясняется сексуальными стратегиями, связанными с консерватизмом, такими как ориентация на моногамные сексуальные стратегии. Другое исследование предполагает, что обобщенная реакция на социальные ресурсы является более вероятным механизмом, лежащим в основе внутригруппового фаворитизма, чем адаптация к стрессу от патогенов.
Поведение животных, отличных от человека
Поскольку избегание паразитов - это избирательное давление, оказываемое на всех живых животных, стратегии, механизмы и последствия избегания патогенов у разных видов имеют общие черты.
Позвоночные
Млекопитающие
Азиатские слоны ( Elephas maximus ) используют ветви, чтобы отпугнуть мух от укусов мух на участках тела с более тонкой кожей или в труднодоступных местах.
Крысы используют свою слюну, которая обладает бактерицидными свойствами, чтобы защитить себя и потенциальных партнеров от половых патогенов, облизывая их гениталии после совокупления. Деревянные крысы ( Neotoma fuscipes) демонстрируют уникальное поведение, помещая лавровый лист ( Umbellularia californica ) в свое гнездо или рядом с ним, чтобы предотвратить заражение блохами. Собаки испражняются и мочатся вдали от своих логовищ, чтобы защитить от паразитов, передаваемых через ротовую и фекальную среду. Новорожденные, которые не могут выйти из логова, будут получать свежие экскременты, потребляемые их матерями, поскольку паразитическим яйцеклеткам требуется несколько дней, чтобы вылупиться, что предотвращает инфекцию.
Приматы
Бонобо полагаются на визуальные, тактильные и обонятельные сигналы для определения риска заражения при представлении зараженных пищевых продуктов по сравнению с незагрязненной контрольной группой. Мандриллы практикуют алло-уход, при котором они избегают представителей одного и того же вида с паразитарной инфекцией и полагаются на запах фекалий зараженных паразитами особей, чтобы различить этих особей. Факты показали, что как шимпанзе, так и японские макаки ( Macaca fuscata) промывают пищу, чтобы удалить пищу, загрязненную жидкостями организма и грязью, в качестве стратегии поведения по предотвращению загрязнения.
.jpg)
Птицы
Птицы участвуют в уходе за телом, гнездами, избегании паразитируемой добычи, миграции и терпимости как поведение избегания эктопаразитов. Такое антипаразитарное поведение является центральным элементом гигиены птицы. Например, птицы прихорашиваются, чтобы выпрямить и очистить перья, но это также используется как метод удаления эктопаразитов из их оперения.
Беспозвоночные
Ракообразные
Социальные омары участвуют в специализированном отборе логова, предпочитая логова с неинфицированными лобстерами, а не логова с лобстерами, инфицированными вирусом PaV1.
Насекомые
У пчел есть несколько шагов, чтобы избежать паразитического вторжения в колонию; избегание контакта с паразитами, распознавание паразитов и последующее отторжение, а также недопущение эксплуатации социальных паразитов. Внутри колонии к избеганию паразитов относятся: наличие нескольких маток, строительство гнезда, предотвращающее вторжение, химические сигналы, скоординированная защита. В случае паразитарного вторжения в колонию пчелы прибегают к гигиенической защите поведения в качестве крайней меры против заражения паразитами, когда инфицированные, умирающие и уже мертвые тела удаляются из гнезда.
Нематоды
Наиболее полные данные о поведении избегания были получены для C. elegans . Они защищают себя от неблагоприятного воздействия болезнетворных бактерий, избегая лужаек, на которых обитает Microbacterium nematophilum . Данные свидетельствуют о том, что C. elegans полагается на свою обонятельную систему для предотвращения патогенов, избегая запахов, имитирующих запахи, зараженные патогенными бактериями. Генетический анализ выявил три механизма, участвующих в поведении избегания: обучение избеганию патогенов на основе передачи сигналов G-белка в хемосенсорных нейронах, обучение поведению избегания патогенов через пути передачи сигналов серотонина, физическое избегание и снижение перорального поглощения патогенов.
Медицинские последствия
Исследование показало, что четыре столпа медицины человека: карантин, лекарства, иммунизация и уход или уход являются продолжением поведенческой защиты от патогенов, наблюдаемых у животных. Харт утверждает, что более сложные применения поведения избегания патогенов, наблюдаемые в медицине, можно объяснить развитыми языковыми и когнитивными способностями и более высокими показателями заболеваемости у людей по сравнению с животными.