撰文 | Christopher Packham

　　翻譯 | 蔣澤華

　　審校 | 劉宇航 石雲(yun) 雷

　　寄生蟲作為(wei) 一種令人頭疼的真核生物已經存在了數百萬(wan) 年，科學家認為(wei) 它們(men) 很可能會(hui) 影響宿主的進化。美國新墨西哥大學的教授Marco Del Giudice甚至認為(wei) ，能操縱宿主行為(wei) 的寄生蟲可能會(hui) 促進人類大腦的進化。近期，在一篇發表於(yu) Quarterly Review of Biology的研究中，Giudice討論了4種宿主演化出的、應對操縱腦部的寄生蟲的策略。

　　操縱宿主行為(wei)

　　許多寄生蟲為(wei) 了提高自身的繁殖率和傳(chuan) 播率，會(hui) 操縱宿主的行為(wei) 。Giudice舉(ju) 出了一個(ge) 例子：弓形蟲（Toxoplasma gondii）會(hui) 搭乘老鼠的順風車，導致它們(men) 腦部杏仁核中細胞發生表觀遺傳(chuan) 學變化。這些變化會(hui) 使老鼠不再厭惡甚至接近貓，使得弓形蟲能寄生在貓體(ti) 內(nei) 。而隻有寄生在貓體(ti) 內(nei) ，弓形蟲才能繁殖。它也可以感染人類，在感染人類後，它們(men) 無法生殖，但可能會(hui) 改變人類的行為(wei) 。

　　弓形蟲 來源：Wikimedia Commons， the free media repository

　　Giudice還例舉(ju) 了狂犬病的例子，狂犬病病毒會(hui) 促使感染者分泌更多的含病毒的唾液，並使感染者產(chan) 生恐水症，增加他們(men) 的攻擊行為(wei) 和咬人的可能性，進而通過這種途徑傳(chuan) 播。此外，許多已知的性傳(chuan) 播病原體(ti) 會(hui) 操縱宿主的性行為(wei) 。

　　因此我們(men) 有理由認為(wei) ，人腦在進化過程中會(hui) 產(chan) 生一些保護性的對抗措施，能抵抗寄生蟲對人類的操縱。這也幫助大腦塑造出驚人的、極其複雜的中樞神經係統。Giudice認為(wei) 宿主演化出的對抗寄生蟲操縱的方法主要有4種：限製寄生蟲入腦、增加神經操縱的難度、增加信號傳(chuan) 播的複雜性、提高大腦自身的韌性。

　　限製入腦

　　高等生物能通過一些方式將寄生蟲阻擋在中樞神經係統之外，這種限製入腦的方式對除了寄生蟲以外的其他病原體(ti) 也適用。其中，血腦屏障（blood-brain barrier）是由物理和化學防護構成的第一道防線。

　　然而，寄生蟲已經進化出一些能力，能在動物的腦部外控製宿主的行為(wei) ：一些寄生蟲會(hui) 製造像多巴胺一樣能改變行為(wei) 的物質，並將其釋放到血液中。其中一些物質影響宿主體(ti) 內(nei) 的激素分泌，而其他的物質則能激活特定的免疫應答，使其操縱宿主的行為(wei) 。Giudice還表示許多寄生蟲已進化出能通過血腦屏障的能力，能進入動物的腦部。

　　增加操縱成本

　　一些寄生蟲能釋放某些化學物質，改變宿主的行為(wei) 。而宿主也會(hui) 作出相應的反應，通過提高誘導一些反應所需的神經化學物質的數量，增加寄生蟲的代謝成本。由於(yu) 宿主體(ti) 型通常更大，這些變化完全可以完全忽略，但對於(yu) 寄生蟲來說卻是相當大的負擔。

　　Giudice補充說：“由於(yu) 現今寄生蟲對宿主神經活動的操縱大多是間接的，因此在大腦早期進化階段，這種通過增加信號傳(chuan) 遞成本的策略或許已經得到了充分的使用。如果這些對策如此有效，迫使大多數寄生蟲不得不采取間接策略，那麽(me) 對宿主來說，這種策略反而會(hui) 變成一種負擔。如果是這樣的話，這個(ge) 策略最終也被淘汰掉了。”

　　讓信號傳(chuan) 遞更複雜

　　在中樞神經係統中，神經元之間、神經網絡之間以及大腦和其他器官之間的信號傳(chuan) 遞主要通過神經活性物質來實現。寄生蟲能通過產(chan) 生強製性信號或劫持信號通路，來改變宿主的行為(wei) 。但這種策略往往需要破解宿主內(nei) 部信號傳(chuan) 遞的密碼。

　　寄生蟲更難破解更複雜的信號密碼。例如，宿主能通過不同的神經化學物質的聯合作用增加信號傳(chuan) 遞的複雜性，或者特定的時間內(nei) 釋放某些神經活性物質。此外，增加信號分子及其受體(ti) 的數量與(yu) 種類，也可以增加信號傳(chuan) 遞的複雜性。更精細的內(nei) 部信號會(hui) 增加寄生蟲破解密碼的時間。從(cong) 適應性的角度來看，這可能會(hui) 限製寄生蟲，促使它們(men) 演化出其他的操縱手段。

　　增強穩健性

　　增加神經係統的穩健性基本上等於(yu) 控製寄生蟲的危害程度。高等生物傾(qing) 向於(yu) 以這樣的方式進化，也就是即使在被寄生蟲攻擊時，也能維持正常的行為(wei) 和大腦功能。Giudice討論了宿主產(chan) 生的許多穩健性的被動、主動以及反應性對策，其中包括反饋調節係統（feedback-regulated systems）；以及監測免疫係統中的非特異性信號等。例如，當機體(ti) 產(chan) 生特定的免疫應答時，往往意味著被寄生蟲感染了。

　　在很大程度上，這些穩健性的適應措施，更有可能使宿主體(ti) 內(nei) 產(chan) 生“由感染觸發的可塑性反應”。也就是，無論病原體(ti) 是否存在，大腦的生理狀態和行為(wei) 都能達到最好的狀態。Giudice表示宿主在進化出應對策略時，也會(hui) 存在一定的限製，這可能與(yu) 宿主自身的新陳代謝水平、能量的來源和體(ti) 型有關(guan) 。例如腦體(ti) 積更大的個(ge) 體(ti) 更有可能進化出高水平的複雜的保護措施。這是為(wei) 什麽(me) 昆蟲更容易被寄生蟲操縱。

　　Giudice表示：“通過精神藥物治療精神病症狀就是一種通過藥物改變行為(wei) 的方式——這也是操縱型寄生蟲所做的。盡管兩(liang) 者的目的並不相同。”因此，機體(ti) 對寄生蟲攻擊產(chan) 生的適應性反應，也可以解釋為(wei) 什麽(me) 某些患者會(hui) 對抗抑鬱藥產(chan) 生耐受性。

　　就像寄生蟲一樣，當藥物試圖改變個(ge) 體(ti) 的行為(wei) 時，穩健的神經係統可能會(hui) 消除被藥物改變的行為(wei) 模式。“這種可能性是值得考慮的，至少有一些反應性機製會(hui) 專(zhuan) 門用於(yu) 檢測和響應寄生蟲入侵，”Giudice寫(xie) 道， “如果是這樣，一般的藥物治療可能像寄生蟲一樣觸發這些防禦性反應。”他補充說，這些防禦性反應可能能抵禦寄生蟲感染，但不利於(yu) 精神病治療。

　　原文鏈接：

　　https：//phys.org/news/2019-08-parasite-human-neurological-evolution.html

　　本文轉自環球科學

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