Горизонтальная передача - Horizontal transmission

Горизонтальная передача - это передача организмов между биотическими и / или абиотическими членами экосистемы, которые не находятся в отношениях родитель-потомство. Эта концепция была обобщена, чтобы включить передачу инфекционных агентов, симбионтов и культурных особенностей между людьми.

Поскольку эволюционная судьба агента не связана с репродуктивным успехом хозяина, горизонтальная передача имеет тенденцию к эволюционировать вирулентность. Следовательно, это критическая концепция для эволюционная медицина.[1]

Биологические

Передача патогенов

В биологических, но не культурных передачах носители (также известные как векторов ) могут включать другие виды. Два основных биологических способа передачи: передняя станция и задняя станция. При переднем отделении передача происходит через укус инфицированного организма (переносчика), как при малярия, лихорадка денге, и бубонная чума. Передняя станция передается через контакт с инфицированными фекалиями. Примеры риккетсии вызванные заболеваниями (например, тиф ), которые заражаются фекалиями телесных вошей, которые попадают в кровоток. Однако переносчик не обязательно является другим видом. Например, собака заражена Бешенство может заразить другую собаку через переднюю станцию ​​передачи. Кроме того, существуют и другие способы биологической передачи, такие как генерализованное кровотечение в Эбола.

Трансмиссия Симбионта

Диаграмма, показывающая горизонтальную передачу симбионта в хозяине.

Симбиоз описывает отношения, в которых по крайней мере два организма находятся в тесно интегрированном состоянии, так что один организм действует хозяин а другой - как симбионт. Существуют облигатные симбионты, которым для выживания требуется хозяин, и факультативные симбионты, способные выжить независимо от хозяина. Симбионты могут следовать вертикальный, горизонтальный или смешанный режим коробка передач своему хозяину. Горизонтальная или латеральная передача описывает приобретение факультативного симбионта из окружающей среды или от ближайшего хозяина.[2]

Жизненный цикл хозяина включает как симбиотический, так и апосимбиотический фазы. Апосимбиотическая фаза обычно начинается в стволовые клетки и во время развития организм-хозяин приобретает симбионт и перемещает его в орган, в котором находится симбионт.[2] Хозяин выпустит симбионт перед воспроизведением.

Для определения способа передачи симбионта необходимо определить ключевые аспекты, определяющие передачу. Для горизонтальной передачи необходимо проверять хозяина на каждой стадии жизни на наличие симбионта и определять, высвобождается ли симбионт из хозяина в окружающую среду. В трубчатые черви гидротермальных источников высвобождение симбионта после смерти хозяина было продемонстрировано с использованием пластин для набора симбионтов и флуоресценция на месте гибридизация (FISH).[3] На каждой стадии жизненного цикла трубочника отбирали пробы и исследовали также с помощью FISH для определения стадий апосимбиотического и приобретенного жизненного цикла личинок и оседающих личинок длиной> 250 мкм.[4]

Последствия горизонтальной передачи включают острую необходимость в специфичности методов распознавания и приобретения, а также большее генетическое разнообразие, поддерживаемое видами-симбионтами. Специфичность распознавания может быть достигнута за счет сложной передачи сигналов через высвобождение гормонов, например, у видов Rhizobia и бобовых. Высвобождение симбионта позволяет ему обмениваться генетическим материалом с внешними микробами, а также между генетически разнообразными индивидуумами внутри хозяина. Такое поддержание генетического обмена позволяет расширить круг хозяев симбионта и выбрать новые функции или адаптации хозяев, симбионтов и холобионт.[5]

Примером горизонтально передающегося симбионта с высокой специфичностью метода распознавания и приобретения является Ризобия -Бобовые симбиоз. Установление симбиоза начинается с высвобождения апосимбиотического растения. флавиноиды которые обнаруживаются конкретным видом Rhizobium и запускают индукцию кивок гены в бактерии.[6] Нод-факторы, которые липоолигосахарид сигналы, высвобождаются в результате выражения кивок гены и при обнаружении растения-хозяина инициируют корневой узелок формация, которая в конечном итоге захватывает ризобии.[6] Установившийся симбиоз может быть в дальнейшем заключен в симбиоз в котором обитают симбионты ризобий и осуществляют азотфиксация.[6]

Антропологический

Культурная передача также может быть горизонтальной, что явно овеществленный в Теория двойного наследования.[7] Горизонтальная передача неявно присутствует в мем теория культурной эволюции, где "мем" характеризовался Ричард Докинз как "Вирус разума ".

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Майерс Дж. Х., Ротман Л. Е. (май 1995 г.). «Вирулентность и передача инфекционных заболеваний у людей и насекомых: эволюционные и демографические закономерности» (PDF). Тенденции в экологии и эволюции. 10 (5): 194–8. Дои:10.1016 / s0169-5347 (00) 89051-5. PMID  21237001.
  2. ^ а б Яркий М, Булгереси С (март 2010 г.). «Сложное путешествие: передача микробных симбионтов». Обзоры природы. Микробиология. 8 (3): 218–30. Дои:10.1038 / nrmicro2262. ЧВК  2967712. PMID  20157340.
  3. ^ Клозе Дж., Польц М.Ф., Вагнер М., Шимак М.П., ​​Голлнер С., Брайт М. (сентябрь 2015 г.). «Эндосимбионты избегают мертвых гидротермальных трубчатых червей, чтобы обогатить свободноживущее население». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 112 (36): 11300–5. Bibcode:2015ПНАС..11211300K. Дои:10.1073 / pnas.1501160112. ЧВК  4568656. PMID  26283348.
  4. ^ Nussbaumer AD, Fisher CR, Bright M (май 2006 г.). «Горизонтальная передача эндосимбионтов в трубчатых червях гидротермальных источников». Природа. 441 (7091): 345–8. Bibcode:2006Натура.441..345Н. Дои:10.1038 / природа04793. PMID  16710420.
  5. ^ Chrostek E, Pelz-Stelinski K, Hurst GD, Hughes GL (2017). «Горизонтальная передача внутриклеточных симбионтов насекомых через растения». Границы микробиологии. 8: 2237. Дои:10.3389 / fmicb.2017.02237. ЧВК  5712413. PMID  29234308.
  6. ^ а б c Гейдж DJ (июнь 2004 г.). «Заражение и инвазия корней симбиотическими, азотфиксирующими ризобиями при клубеньке бобовых культур умеренного климата». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. 68 (2): 280–300. Дои:10.1128 / MMBR.68.2.280-300.2004. ЧВК  419923. PMID  15187185.
  7. ^ Кавалли-Сфорца LL, Фельдман М (1981). Культурная передача и эволюция: количественный подход. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN  978-0-691-08283-7.