최적 활력

이 글은 검증을 위해 인용구가 추가로 필요하다. 신뢰할 수 있는 출처에 인용문을 추가하여 이 기사를 개선할 수 있도록 도와주십시오. 공급되지 않은 재료는 도전하여 제거할 수 있다. 출처 찾기: "최적 바이럴리티" – 뉴스 · 신문 · 책 · 학자 · JSTOR (2021년 4월) (이 템플릿 메시지를 제거하는 방법과 시기 학습)

최적의 맹독성은 숙주와 기생충의 생태와 관련된 개념이다. 맹독성의 한 가지 정의는 숙주가 기생충으로 인한 건강의 손실이다. 기생충의 건강은 다른 숙주들에게 자손을 전달하는 데 성공함으로써 결정된다. 한때는 시간이 흐르면서 정력적인 절제되고 기생적인 관계가 공생으로 진화했다는 공감대가 형성되기도 했다. 이를 처녀성 쇠퇴의 법칙이라고까지 부르지만, 이 가설은 도전받아 왔다. 너무 절제된 병원체는 더 많은 숙주 자원을 자신의 재생산으로 전환하는 더 공격적인 변종과의 경쟁에서 질 것이다. 그러나 어떻게 보면 기생충의 자원이자 서식지인 숙주는 이 높은 독성으로 고통받고 있다. 이것은 더 빠른 숙주의 죽음을 유도할 수 있고, 다른 숙주를 만날 확률을 감소시킴으로써 기생충의 적합성에 반하는 행동을 할 수 있다. 그러므로 기생충에게 "자기 한계"의 독성을 압박하는 자연적인 힘이 있다. 그렇다면 기생충의 체력이 가장 높은 정력성의 평형점이 존재한다는 생각이다. 맹독성 축의 어떤 움직임도 더 높거나 낮은 맹독성으로 향하게 되면 기생충에 대한 적합성이 낮아지게 되고, 따라서 반대 방향으로 선택될 것이다.

전송 모드

진화 의학에 따르면, 독성은 수평 전달(비관계 간)에 따라 증가하고 수직 전달(부모에서 자식 간)에 따라 감소한다.[1]

Paul W. Ewald는 독성과 전송 방식 사이의 관계를 탐구했다. 그는 콜레라나 뎅기 같은 수인성 및 벡터성 감염에서 독성이 특히 높은 상태로 유지되는 경향이 있다는 결론에 도달했다. 콜레라는 하수도와 뎅기열을 통해 모기를 통해 전파된다. 호흡기 감염의 경우 병원균은 보행 숙주에 의존해 생존한다. 새로운 호스트를 찾을 수 있을 만큼 숙주를 오래 남겨야 한다. 물 또는 벡터 기반 전송은 모바일 호스트의 필요성을 회피한다. 에발드는 야전 병원과 참호전의 혼잡은 1918년 인플루엔자 대유행의 맹독성을 진화한 전염의 쉬운 길을 제공했다고 확신하고 있다. 이렇게 고정된 혼잡한 상황에서 병원균은 개인을 매우 아프게 할 수 있고 여전히 건강한 개인에게 달려들 수 있다.

다른 전염병학자들은 독성의 비용과 이익 사이의 절충에 대한 생각을 확장했다. 한 가지 요인은 잠재적 호스트 간의 시간 또는 거리입니다. 비행기 여행, 붐비는 공장 농장, 도시화 등은 모두 정력의 원천으로 제시되어 왔다. 또 다른 요인은 단일 호스트에 다수의 감염이 존재하여 병원균들 간의 경쟁이 심화되는 것이다. 이 시나리오에서, 호스트는 가장 치명적인 변종에 저항하는 한 살아남을 수 있다. 낮은 에너지 전략의 이점은 무트가 된다. 다중 감염은 또한 병원균들 간의 유전자 스와핑을 유발하여 치명적인 결합의 가능성을 증가시킬 수 있다.

진화 가설

왜 병원체가 그렇게 진화하는지에 대한 세 가지 주요 가설이 있다. 이 세 가지 모델은 생식, 숙주 내 이주, 정력 등을 포함한 기생충의 생활사 전략을 설명하는 데 도움이 된다. 세 가지 가설은 절충 가설, 근시안적 진화 가설, 우연의 일치 진화 가설이다. 이 모든 것들은 병원균의 독성에 대한 궁극적인 설명을 제공한다.

절충 가설

한 때, 일부 생물학자들은 숙주의 죽음(또는 심지어 심각한 장애)은 궁극적으로 안에 살고 있는 병원체에 해롭기 때문에 병원균이 독성을 감소시키는 방향으로 진화하는 경향이 있다고 주장했다. 예를 들어 숙주가 죽으면 내부의 병원체 인구가 완전히 소멸할 수도 있다. 따라서, 숙주가 돌아다니며 다른 숙주와 상호작용할 수 있도록 하는 덜 치명적인 병원균은 번식하고 분산시키는 데 더 큰 성공을 거두어야 한다고 생각되었다.

그러나 꼭 그렇지는 않다. 숙주를 죽이는 병원균종은 숙주가 죽기 전이든 후든 병원균이 새로운 숙주로 자신을 전송할 수 있는 한 독성이 증가할 수 있다. 병원균의 바이러스 진화는 병원균에 대한 바이러스성의 비용과 이익 사이의 균형이다. 예를 들어 설치류와^[1] 닭 모델을^[2] 이용한 말라리아 기생충에 대한 연구는 숙주사망률에 의해 정의된 전염 성공과 독성 사이에 트레이드오프가 있다는 것을 발견했다.

근시 진화 가설

근시안적 진화는 새로운 숙주로의 재생률과 전송을 증가시키는 특성이 병원체 인구 내에서 고주파까지 상승할 것임을 시사한다. 이러한 특징들은 더 빨리 번식하거나, 더 빨리 번식하거나, 더 많은 숫자로 번식하거나, 더 오래 살거나, 항체에 대항하여 생존하거나, 병원체가 일반적으로 침투하지 않는 신체 일부에서 생존하는 능력을 포함한다. 이러한 특성은 일반적으로 병원균의 빠른 생성 시간과 엄청난 숫자로 인해 호스트 모집단보다 병원체 모집단에서 더 자주 발생하는 돌연변이에 의해 발생한다. 단 몇 세대만 지나면 빠른 생식이나 분산을 강화하는 돌연변이가 빈도수가 늘어난다. 병원체의 생식과 분산을 강화시키는 같은 돌연변이도 숙주에서의 그 독성을 높여 많은 해를 끼친다(질병과 죽음). 만약 병원체의 맹독성이 숙주를 죽이고 새로운 숙주로의 그것 자체의 전송을 방해한다면, 맹독성은 반대되는 것으로 선택될 것이다. 그러나 맹독성에도 불구하고 전염이 계속되는 한 치명적인 병원균이 유리할 것이다. 그래서 예를 들어, 독성은 종종 가족 내에서 증가하는데, 숙주가 아무리 아프더라도 한 숙주에서 다음 숙주로의 전염이 일어날 가능성이 높다. 마찬가지로, 난민 캠프와 같은 혼잡한 환경에서는 새로운 호스트들이 감염의 가능성을 피할 수 없기 때문에 독성은 시간이 지남에 따라 증가하는 경향이 있다.

우연의 진화 가설

어떤 형태의 병원성 맹독성은 숙주와 함께 진화하지 않는다. 예를 들어 파상풍은 토양 세균인 클로스트리디움 테타니에 의해 발생한다. C. 테타니 박테리아가 사람의 상처에 들어간 후, 비록 인체가 정상적인 서식지가 아님에도 불구하고 박테리아는 빠르게 성장하고 분열될 수 있다. 분열하는 동안, C. 테타니는 인간에게 치명적인 신경독을 생산한다. 그러나 그것은 박테리아가 인간 숙주와의 어떤 진화가 아니라 이 독소를 생산하도록 이끄는 토양에서의 박테리아의 정상적인 생명 주기에서의 선택이다. 그 박테리아는 단지 우연히 흙 속에 있는 것이 아니라 사람 안에 있는 것을 발견한다. 우리는 신경독이 인간 숙주를 향하지 않는다고 말할 수 있다.

보다 일반적으로 인간에게 있는 많은 병원균의 맹독성은 선택 그 자체의 대상이 아니라, 적대적 늑막염의 경우와 마찬가지로 다른 특징에 작용하는 선택의 우발적인 부산물일 수도 있다.

새로운 환경으로의 확장

병원균이 새로운 환경, 숙주 또는 조직에 침입할 때마다 바이러스 가능성이 존재한다. 새로운 숙주는 면역학적 방어를 쌓지 못했거나 우연한 취약성 때문에 침입자에게 잘 적응하지 못할 가능성이 높다. 변화의 시기에 자연선택은 창시자 무리보다 새로운 숙주를 더 효과적으로 착취하는 변이를 선호해 격동의 계기를 마련한다.

호스트 취약성

숙주 민감성은 독성을 유발한다. 일단 전염이 일어나면 병원균이 감염을 일으켜야 계속된다. 숙주 면역체계가 유능할수록 기생충이 생존할 가능성은 줄어든다. 적절히 취약한 호스트를 찾으려면 다중 전송 이벤트가 필요할 수 있다. 이 기간 동안 침략자는 현재 숙주의 생존에 의존한다. 높은 생명력을 위한 최적의 조건은 면역 기능 장애(그리고/또는 위생 및 위생 상태가 좋지 않음)가 있는 지역사회가 될 것이며, 다른 모든 면에서 가능한 한 건강했다(예: 최적의 영양 섭취).

참고 항목

• 독성의 감소 법칙 – 숙주와 병원체가 시간이 지남에 따라 "상호 양성 관계"를 발전시킨다는 반증된 주장

참조

외부 링크

• 거세 기생충의 최적균성을 위한 실증적 지원
• 비루언스의 진화
• 감염병의 적응적 역학: 처녀성을 추구하며...
• 레벨에 걸친 통합 최적 활력 이론의 복잡성에 대한 흥미로운 논의
• '작은 세계'와 독성의 진화: 감염이 일어난다...
• 병원체 바이러스: 질병의 진화 - 과학창작 분기별 리뷰