Vliv par azita na fenotyp hostitele

1. Vliv parazita na fenotyp hostitele

2. Obsah • Teorie rozšířeného fenotypu • Indukce morfologických změn • Zásahy do imunitního systému hostitele • Vliv na fyziologii hostitele • Vliv na chování hostitele • Problémy se studiem manipulační hypotézy

3. Obsah • Teorie rozšířeného fenotypu • Indukce morfologických změn • Zásahy do imunitního systému hostitele • Vliv na fyziologii hostitele • Vliv na chování hostitele • Problémy se studiem manipulační hypotézy

4. Teorie rozšířeného fenotypu(R. Dawkins, Extended phenotype) • Geny působí na fenotyp často velmi nepřímo • Geny mohou působit i na fenotyp organismu, v jehož genomu se nenacházejí • Součástí fenotypu organismu jsou i neživé struktury vznikající činností organismu (bobří přehrady, ptačí hnízdo, schránky chrostíků)

5. Parazitismus a rozšířený fenotyp • Velmi těsný kontakt parazita s hostitelem • Možnost využívat stejné strategie a mechanismy, jaké využívají vlastní geny hostitelského organismu • Často silnější a systematičtější selekční tlak • Zloději těl

6. Obsah • Teorie rozšířeného fenotypu • Indukce morfologických změn • Zásahy do imunitního systému hostitele • Vliv na fyziologii hostitele • Vliv na chování hostitele • Problémy se studiem manipulační hypotézy

7. Morfologické změny • Vzrůst velikosti parazitovaných jedinců • vedlejší produkt růstu parazita • změna alokace zdrojů růst/množení • investice do přežití parazita • artefakt chovu v laboratoři Laboratorní myš infikovaná tasemnicí Spirometra mansonoides

8. Morfologické změny u rostlin • Vytváření hálek (cecidie) – fylogeneze rekonstruovaná na základě hálek a na základě morfologie vrtalek (Agromyzidae) se neliší. • Jiná situace u domacií (úkryty pro symbionty, například pro mravence) • Vytváření pseudokvětů u rostlin napadených rzí nebo snětí,Peltandra thlaspeos vytváří na houseníku Arabis žluté květy podobné květům pryskyřníků, které v tu dobu kvetou

9. Morfologické změny u živočichů • Houba Entomophthora muscae modifikuje abdomen much, po jejich smrti se s nimi snaží samci kopulovat a nakazí se. Patrně provázeno i produkcí feromonů.

10. Atraktivita infikovaných much 30 K mrtvým mouchám byly přilepeny zadečky z infikovaných či neinfikovaných much a byl sledován počet pokusů o kopulaci počet pokusů o kopulaci 20 10 0 infikované kontroly infikované zadeček + infikované zadeček – neinfikované zadeček + neinfikované zadeček –

11. Entomophthora sp.

12. Morfologické změny u živočichů • Houba Entomophthora muscae modifikuje abdomen much, po jejich smrti se s nimi snaží samci kopulovat a nakazí se. Patrně provázeno i produkcí feromonů. • Leucochloridium paradoxum a indukce změn na tykadlech jantarky (Succinea), morfologie, barva, pohyb, chování plže.

13. Leucochloridium marmostomum

14. Korýš Cymothoa exigua

15. Nápadná pigmentová skvrna u vrtejšem nakažených blešivců

16. Ztráta pigmentace u mravenců Leptothorax nakažených tasemnicí

17. Vznik výstražného zbarvení u hymenopter? • Ve žlutých pruzích spory a hyfy hub • Rozdíl v elektrických potenciálech mezi pruhy – možná úloha při morfogenezi • Jen nebezpečné nebo jedovaté druhy přežijí nákazu houbou a ji provázející vznik aposematického zbarvení. • Hmmm…

18. Obsah • Teorie rozšířeného fenotypu • Indukce morfologických změn • Zásahy do imunitního systému hostitele • Vliv na fyziologii hostitele • Vliv na chování hostitele • Problémy se studiem manipulační hypotézy

19. Aktivní zásahy do imunitního systému hostitele • Parazit jako aktivní či pasivní agens • Možné cíle parazita • imunizovat vůči další nákaze • imunosuprimovat jedince • specificky imunomodulovat • vyvolat hyperimunitu

20. Imunizace jedince • Časté případy premunice • Nápadně často mění parazit po proniknutí do hostitele své povrchové antigeny • Možná úloha symbiotických mikroorganismů („kouřová clona“) • Rozdíly ve strategiích parazita v závislosti na jeho životním cyklu (imunizovat či nikoli?)

21. Imunosuprese a imunomodulace • Časté zásahy motolic do rezistence plžů (získaná rezistence i získaná citlivost) • Posuny v rovnováze TH1 a TH2 lymfocytů a tedy i v buněčné či protilátkové imunitě • Vliv helmintů na alergie (Bell R.G.), při alergiích hlavně mastocyty, při střevních helmintozách většina IgE transportována do střeva, uplatňují se jiné efektorové mechanismy (eosinofily?, IgG4, Il-10). Teprve 100 let jsme bez helmintů. • Vliv helmintů na projevy AIDS a TBC, začervení mají více TH2, lze vrátit k normálu odčervením.

22. Lumci a lumčíci (Ichneumonidae a Braconidae) a a jejich polydnaviry: Cotesia congregata – provirus vložen na několik míst chromosomu parazitoida, v reprodukčním traktu samice vytvořeny viriony, v hostiteli se transkribují jednotlivé geny a jejich produkty dočasně vyřadí imunitní systém hostitele z činnosti nematodi, např. Steinernema a Heterorhabditis a jejich symbiotické bakterie rodu Xenorhabdus, někdy inaktivují imunitní systém,častěji však hostitele zabíjejí Imunosuprese zprostředkovaná symbionty

23. Obsah • Teorie rozšířeného fenotypu • Indukce morfologických změn • Zásahy do imunitního systému hostitele • Vliv na fyziologii hostitele • Vliv na chování hostitele • Problémy se studiem manipulační hypotézy

24. Změny pohlaví hostitele • Wolbachia a způsob přenosu výhradně prostřednictvím samic • u samců vosičky Trichogramma vyvolá symbiotická bakterie (nikoli Wolbachia) přímo duplikaci chromozomů, jindy dochází pouze k zásahům do fyziologie • Taenia crassiceps – u samců myší vzroste 200× koncentrace estrogenů a 10× poklesne koncentrace testosteronu – samice jsou citlivější k infekci

25. Parazitární kastrace • Vedlejší projev parazitace – spotřebování postradatelné tkáně • Aktivní přesměrování zdrojů od rozmnožování k růstu • Kastrace rostlin mravenci Allomerus demerarae prostřednictvím vykusování květů u Cordia nodosa stromy větší, více domacií, ale jsou neplodné. • Častá kastrace u plžů (motolice), schistosomin. U hermafroditických plžů Biomphalaria glabrata někdy inhibována pouze produkce makrogamet – v populaci zůstanou geny jedinců senzitivních k danému kmeni schistosomy.

26. Vliv latentní toxoplasmosy na hladinu testosteronu u člověka

27. Jiné fyziologické změny • Přerušení vývoje housenek napadených parazitoidem Cotesia congregata (z kukly by se špatně lezlo) • Viry zvyšují atraktivitu rostlin pro mšice, obdobně na ptácích nakažených viry sají častěji komáři, dobytek s T. gambiense a moucha tse-tse. • Mšice infikované Lysiphlebus cardui produkují více medovice, mravenci je přednostně chrání před hyperparazitací Trioxys anaglicae • Na myších infikovaných Plasmodiumchabaudi se komár nasaje rychleji než na neinfikovaných

28. Poškození obraných mechanismů potemníků nakažených Hymenolepis diminuta Obsah chinonu ve váčcích Ochota vychlipovat váčky

29. Hypotéza relaxované kontroly • Vypínání kontroly kvality zygot, u člověka 31-74% zygot zanikne během prvních týdnů, v polovině případů jsou patrné chromozomální poruchy, u starších žen patrně relaxovaná kontrola a z toho vyplývající vzrůst frekvence mongolismu • korelace toxoplasmosy a mongolismu • posuny pohlavního indexu

30. Vliv latentní toxoplasmosy na pohlavní index u člověka

31. Obsah • Teorie rozšířeného fenotypu • Indukce morfologických změn • Zásahy do imunitního systému hostitele • Vliv na fyziologii hostitele • Vliv na chování hostitele • Problémy se studiem manipulační hypotézy

32. Manipulační hypotéza • Parazit mění chování svého hostitele takovým způsobem, že zvýší pravděpodobnost svého přenosu na dalšího hostitele. • Když se nejedná o predaci – malý odpor ze strany hostitele – i on si zvýší relativní zdatnost, když nakazí další (nepříbuzné) jedince. • Malé poškozování predátora – jinak by se naučil nelovit parazitované jedince.

33. V některých případech i společné zájmy na predaci • Koráli rodu Porites infikovaní motolicí Podocotyloides stenometra

34. Koráli rodu Porites infikovaní motolicí Podocotyloides stenometra Housenky Chlosine harrissii napadené lumčíky (Braconidae) vylezou na vrchol rostlin a čekají na hmyzožravého ptáka Mšice napadené parazitoidem Aphidius ervi ochotněji odpadávají z listů, když vyrušeny, ve vlhku (kde odpadnutí není tak riskantní) a v pozdějších instarech (šance na rozmnožení) rozdíly mizí V některých případech má na predaci zájem i hostitel

35. Mšice a parazitoid Aphidius ervi druhý instar čtvrtý instar mšice z vlhka mšice ze sucha Odpadávání z listů (% případů) parazitované parazitované paraziti ze sucha paraziti ze sucha zdravé paraziti z vlhka zdravé paraziti z vlhka zdravé zdravé

36. Způsoby manipulace vzhledem ke způsobu přenosu parazita • Predací přenosní paraziti – indukce vzorců chování zvyšujících pravděpodobnost ulovení dravcem • Přímo přenosní paraziti – zvyšování pravděpodobnosti kontaktu s dalším nenakaženým hostitelem • Sexuálně přenosní paraziti – zvyšování promiskuity nebo atraktivity pro příslušníky opačného pohlaví • Jiné změny chování zvyšující pravděpodobnost úspěšného dokončení životního cyklu parazita

37. Příklady manipulace u bezobratlých • Vrtejši, blešivci a kachny

38. Vrtejši, blešivci a kachny Motolice Dicrocoelium paradoxum a mravenci Chironomus a roztoč Paratrichocladius rufiventris přenášený při kopulaci 4% samců parazitovaných, mezi vítěznými samci 15% Cotesia glomerata je schopná přeprogramovat housenku běláska, ta kolem kukel parazitoida utká kokon a ten brání před predátory Nematomorpha (strunovci) naprogramující hmyzího hostitele, aby se šel utopit Příklady manipulace u bezobratlých

39. Strunovec (Nematomorpha)

40. Příklady manipulace u obratlovců • Echinococus granulosus a karibu • Toxoplasma gondii a hlodavci • Virus vztekliny • Kapavka a syfilis

41. Manipulace u člověka • Dracunculus mediensis a vyhledávání vody

42. Kýchání Líbání Migrace Toxoplasma gondii a změny v chování a psychice Dracunculus a vyhledávání vody Pohlavně přenosné choroby Manipulace u člověka

43. Toxoplasma a člověk • Změny v psychice Toxoplasma-infikovaných osob • prohlubování s dobou od infekce • rozdíly mezi muži a ženami • rozdíly mezi městem a vesnicí

44. Prohlubování změn s délkou infekce Muži

45. Prohlubování změn s délkou infekce Ženy

46. Toxoplasma a člověk • Změny v psychice Toxoplasma-infikovaných osob • prohlubování s dobou od infekce • rozdíly mezi muži a ženami • Snižování inteligence u mužů (možná přechodné, možná vliv bydliště)

47. Snížená inteligence vojáků

48. Toxoplasma a člověk • Změny v psychice Toxoplasma-infikovaných osob • prohlubování s dobou od infekce • rozdíly mezi muži a ženami • Snižování inteligence u mužů (možná přechodné, možná vliv bydliště) • Snižování psychomotorické výkonnosti

49. Snižování reakční rychlosti u dárců krve

50. Toxoplasma a člověk • Změny v psychice Toxoplasma-infikovaných osob • prohlubování s dobou od infekce • rozdíly mezi muži a ženami • Snižování inteligence u mužů (možná přechodné) • Snižování psychomotorické výkonnosti • Zvyšování rizika havárie