Undvikande av patogener

Undvikande av patogener , även kallat undvikande av parasiter eller avsky för patogener , hänvisar till teorin att avskyresponsen hos människor är ett adaptivt system som styr beteende för att undvika infektion orsakad av parasiter som virus , bakterier , svampar , protozoer , helminter maskar , leddjur och sociala parasiter . Att undvika patogener är en psykologisk mekanism som är förknippad med det beteendemässiga immunsystemet . Undvikande av patogener har diskuterats som en av de tre områden av avsky som också inkluderar sexuell och moralisk avsky.

Evolutionär betydelse

I naturen är kontroll eller undvikande av patogener en viktig träningsstrategi eftersom sjukdomsalstrande ämnen är ständigt närvarande. Patogener förökar sig snabbt på bekostnad av sina värdars kondition, detta skapar en samevolutionär kapprustning mellan patogenöverföring och värdundvikande. För att en patogen ska kunna flytta till en ny värd måste den utnyttja delar av kroppen som fungerar som kontaktpunkter mellan nuvarande och framtida värdar såsom munnen, huden, anus och könsorganen. För att undvika kostnaden för infektion kräver organismer motanpassningar för att förhindra överföring av patogener, genom att försvara ingångspunkter som mun och hud och undvika andra individers utgångspunkter och de ämnen som lämnar dessa punkter såsom avföring och nysedroppar. Att undvika patogener ger den första försvarslinjen genom att fysiskt undvika släktingar, andra arter, föremål eller platser som kan öka sårbarheten för patogener.

Teorin om avsky för att undvika patogener förutspår att beteende som minskar kontakten med patogener kommer att ha varit under starkt urval under hela utvecklingen av fritt levande organismer och bör vara utbredd i hela Animalia- riket . Jämfört med alternativet, inför det infektiösa hotet, ger undvikande sannolikt en minskning av exponeringen för patogener och i energikostnader förknippade med aktivering av det fysiologiska immunsvaret . Dessa beteenden finns i hela djurlitteraturen, särskilt bland sociala djur.

Mekanism

Hos människor är äckelreaktionerna den primära mekanismen för att undvika infektion genom beteende utlöst av sensoriska signaler. Tybur hävdar att patogenavsky kräver två psykologiska mekanismer: detektionssystem som känner igen input-signaler associerade med närvaron av patogener och integrationssystem som väger cue-baserade patogenhot med andra fitnessrelevanta faktorer och genererar abstinens- eller undvikandebeteenden på lämpligt sätt.

Den genetiska grunden för dessa neurala mekanismer är hittills inte väl förstått. Det finns vissa bevis som tyder på att människor är kapabla att upptäcka signaler om visuella och luktsjuka innan tydliga signaler för äckelsvaret produceras.

Ledtrådar

Patogener är vanligtvis för små för att kunna observeras direkt och kräver därför närvaron av observerbara signaler som tenderar att förekomma tillsammans med dem. Dessa ingångar tar formen av igenkännliga signaler.

Hygien: Upptäckandet av visningar av eller fysiska bevis på ohygieniskt beteende.
Djur eller insekter: Vanligtvis djur- eller insektssjukdomsvektorer som möss eller myggor .
Sex: Beteende relaterat till promiskuitet av sexuella aktiviteter
Atypiskt utseende: Infektionssignaler hos andra individer såsom onormal kroppsform, missbildning, hörselsignaler såsom hosta och kontextuella signaler relaterade till omständigheter med ökad risk för infektion såsom hemlöshet.
Lesioner: Stimuli relaterade till tecken på infektion på kroppsytan såsom blåsor, bölder eller pus.
Mat: Matvaror med synliga eller luktande tecken på förstörelse.

Beräkningsstrukturmodell

Tybur föreslog en modell för hur ett informationsbehandlingssystem kan vara uppbyggt. I denna modell övervakar perceptuella system (syn, lukt, etc.) miljön för ledtrådar till patogener. Sedan integrerar en mekanism ledtrådar från de olika perceptuella systemen och uppskattar ett patogenindex, en intern uppskattning av sannolikheten för att patogener är närvarande baserat på tillförlitlighet och detektion av ledtrådar. Slutligen kan kontextberoende undvikande endast ske om ytterligare information tas som input - om det finns andra mekanismer som fungerar för att byta ut patogennärvaro mot andra fitnesspåverkande dimensioner i olika sammanhang. Det förväntade värdet av kontakt är ett nedströmsindex som integrerar andra index som är relevanta för kostnaderna och fördelarna med kontakt som sedan reglerar tillvägagångssätt kontra undvikande på ett adaptivt sätt. Denna modell överensstämmer med flera empiriska fynd om hur ytterligare variabler som sexuellt värde, näringsstatus, släktskapsstatus , hormonstatus och immunfunktion också påverkar svar på patogener.

Ofullkomligheter i patogendetektion

Signaleringsdetekteringsfel är vanliga i systemet för undvikande av patogener; det finns två typer av fel: ett falskt larm, där ett svar för att undvika patogener utplaceras i onödan eller en miss, där ett undvikande av patogener inte har utplacerats i närvaro av infektionsrisk, de beror på om patogener är närvarande eller inte. Kostnaderna för att inte montera ett undvikandesvar i närvaro av infektionsrisk antas vara större, vilket tyder på att selektion kan gynna en större känslighet för signalpatogener på bekostnad av specificitet. Detta tros förklara smittskyddslagen där föremål i kontakt med en infektiös signal i sig behandlas som smittsam.

Patogen motanpassningar

Värdar och parasiter är under ömsesidigt evolutionärt urval för värdar att förvärva anpassningar för att förhindra patogenöverföring och patogener för att förvärva egenskaper för att undvika värdförsvar, detta är känt som värd-parasit-samevolution.

Parasitmanipulation av värdbeteende

Många parasitiska arter manipulerar beteendet om deras värdar för att öka sannolikheten för överföring och fullbordande av en parasits livscykel, dessa kallas ibland beteendeförändrande parasiter . Detta är en utbredd adaptiv strategi som ökar konditionsfördelarna för parasiten. Parasiter kan påverka värdens beteende på flera sätt genom att förändra värdens aktivitet, värdens mikromiljö eller båda. En jämförelse mellan värd- och parasittaxa visade att ryggradsdjur som var infekterade var mer benägna att ha nedsatt reaktion på rovdjur som ett resultat av manipulation medan infektion hos ryggradslösa djur leder till en ökning av värden som kommer i kontakt med rovdjur.

Kända påverkansfaktorer

Sex

Kvinnor uppvisar genomgående högre äckelkänslighet än män. Bevis tyder på att kvinnor reagerar mer känsligt på specifikt sjukdomshot än män. Detta antas vara förenligt med den ökade evolutionära rollen hos kvinnor för att skydda sin avkomma.

Sexuellt beteende

Sexuellt beteende med en annan individ, såsom samlag, är en stor källa till patogen risk, särskilt för bakteriell eller virusinfektion. Forskning har funnit ett negativt samband mellan sexuell upphetsning och avsky, vilket indikerar att när den sexuella upphetsningen ökar minskar avskyresponsen. Ytterligare bevis pekar på variation i egenskaper för undvikande av patogener och deras samband med sexuellt beteende. Individer som undviker patogener på hög nivå är mindre motiverade att ha sex med flera partners. Detta tyder på att individer med ett mer aktivt beteendemässigt immunsystem kan uppfatta kostnaderna för sexuell aktivitet med flera partners som högre än de med ett mindre aktivt beteendemässigt immunsystem.

Terrestra kontra vattenmiljöer

Distinkta egenskaper hos parasitöverföring av akvatiska och terrestra ekosystem leder till skillnader i undvikandebeteenden i dessa miljöer, men mekanismerna är ganska lika. Till exempel beräknas marina parasiter spridas med en hastighet två gånger snabbare än landlevande motsvarigheter på grund av en kombination av havsvattens ökade viskositet och densitet och vattnets rörelse genom tidvatten och strömmar.

Politisk ideologi

Forskare har föreslagit att delar av en konservativ politisk inriktning fungerar för att minska individuell exponering för smittämnen. Dessa studier fann att sambandet mellan undvikande av patogener och social konservatism var statistiskt robust. Flera mekanismer har föreslagits som patogenneutraliserande aspekter av konservatism, såsom ingruppsfavoritism, kulturell evolution som gynnar patogenneutraliserande traditioner och ritualer och förespråkar traditionsefterlevnad inom en gemenskap. Det finns kritik mot denna förening. Tybur hävdar att förhållandet mellan social konservatism och undvikande av patogener förklaras av sexuella strategier som associeras med konservatism , såsom orientering mot monogama sexuella strategier. En annan studie tyder på att ett generaliserat svar på sociala resurser är en mer rimlig mekanism som ligger till grund för favorisering inom gruppen än anpassningar till patogenstress.

Icke-mänskliga djurs beteenden

Eftersom undvikande av parasiter är ett selektivt tryck som utövas på alla levande djur, finns det gemensamma drag i strategier, mekanismer och konsekvenser av patogenundvikande beteende mellan arter.

Ryggradsdjur

Däggdjur

Asiatiska elefanter ( Elephas maximus ) använder grenar för att avskräcka bitande flugor från områden på kroppen med tunnare hud eller som inte lätt kan nås.

Råttor använder sin saliv som har bakteriedödande egenskaper för att skydda sig själva och potentiella parningspartners från genitala patogener genom att slicka deras könsorgan efter parning. Träråttor ( Neotoma fuscipes) uppvisar ett unikt beteende genom att placera lagerblad ( Umbellularia californica ) i eller nära sitt bo för att förhindra loppangrepp. Hunddjur kommer att göra avföring och urinera bort från närheten av sina hålor för att skydda mot parasiter som överförs av oro-fekalt. Nyfödda som inte kan lämna hålan kommer att få färskt avföring som konsumeras av sina mödrar, eftersom det tar flera dagar att kläcka parasitiska ägg för att förhindra infektion.

primater

Bonobos förlitar sig på visuella, taktila och olfaktoriska signaler för att fastställa kontamineringsrisken när de presenteras med förorenade livsmedel jämfört med den oförorenade kontrollgruppen. Mandriller deltar i allo-grooming metoder där de undviker medlemmar av samma art med parasitisk infektion och förlitar sig på lukten av avföring från släktingar som är infekterade med parasiter för att diskriminera dessa individer. Bevis har visat att både schimpanser och japanska makaker ( Macaca fuscata) ägnar sig åt mattvätt för att ta bort mat som är nedsmutsad med kroppsvätskor och smuts som en strategi för att undvika föroreningar.

Fågel putsar sina fjädrar.

Fåglar

Fåglar ägnar sig åt kroppsunderhåll, underhåll av bo, undvikande av parasiterade bytesdjur, migration och tolerans som ektoparasitförebyggande beteende. Dessa antiparasitbeteenden är centrala för fågelhygienen. Till exempel, fåglar böjs för att räta ut och rengöra fjädrar, men detta används också som en metod för att ta bort ektoparasiter i deras fjäderdräkt.

Ryggradslösa djur

Kräftdjur

Sociala hummer engagerar sig i specialiserat val av hålor genom att i första hand välja hålor med oinfekterade hummer framför hålor med hummer infekterade med PaV1-viruset.

Insekter

Bin har flera steg för att undvika parasitisk invasion av en koloni; undvikande av kontakt med parasiter, erkännande av parasiter och efterföljande avstötning och undvikande av socialt utnyttjande av parasiter. Inom kolonin inkluderar undvikande av parasit: att ha flera drottningar, bygga bo som förhindrar invasion, kemiska signaler, koordinerat försvar. I händelse av parasitisk invasion av en koloni, tar bin till hygieniskt beteendeförsvar som en sista utväg mot parasitinfektion där infekterade, döende och redan döda kroppar avlägsnas från boet.

Nematoder

Den mest omfattande informationen om undvikandebeteenden har genererats för C. elegans . De skyddar sig mot ogynnsamma effekter av patogena bakterier genom att undvika gräsmattor där Microbacterium nematophilum finns. Bevis tyder på att C. elegans förlitar sig på sitt luktsystem för att undvika patogener, genom att undvika lukter som efterliknar de som är infekterade av patogena bakterier. Genetisk analys har avslöjat tre mekanismer som är involverade i undvikandebeteende: inlärning av patogenundvikande baserat på G-proteinsignalering i kemosensoriska neuroner, inlärning av patogenundvikande beteende genom serotoninsignalvägar , fysiskt undvikande och minskat oralt upptag av patogener.

Medicinska implikationer

En studie har föreslagit att de fyra pelarna för humanmedicin: karantän , medicinering , immunisering och omvårdnad eller vård är förlängningar av beteendeförsvar mot patogener som ses hos djur. Hart hävdar att mer komplexa tillämpningar av patogenundvikande beteenden som ses inom medicin kan tillskrivas avancerade språkliga och kognitiva förmågor och högre sjukdomsfrekvens hos människor jämfört med djur.