Nature子刊 |寄生虫操控宿主行为？浙江大学黄健华等表明寄生虫可以通过神经系统中的活性氧操控宿主的逃逸行为

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种群内的竞争是调解种群动态的主要力量，助长了适应，并可能导致进化的多样化。在寄生虫之间的进化竞赛中，最基本和最有趣的行为适应和反适应之一是超级寄生和超级寄生的避免。然而，这些现象的基本机制和生态背景仍然没有得到充分的探索。2021年9月16日，来自浙江大学黄健华和陈学新、中科院分子植物科学卓越创新中心詹帅和等研究团队在Nature Communications上在线发表了题为“Neofunctionalization of an ancient domainallows parasites to avoid intraspecific competition by manipulating hostbehaviour”的研究论文，表明避免超级寄生是寄生虫的适应性，并增加了对该系统中宿主行为的分子操纵如何演变的理解。

几十年来，竞争如何塑造动物和植物的群落一直是生态学和进化的中心议题之一。在资源有限的情况下，种内竞争限制了种群数量的增加，并可能因遗传漂移而降低遗传多样性；因此，当暴露于新环境时，种群更有可能灭绝。另一方面，竞争引起的自然选择可能使种群迅速适应新的条件，并在较长的时间范围内扩大生态位。在寄生蜂和其他寄生虫的群体中，种内竞争是广泛的，特别重要的，它们的发展密切依赖于宿主的状况。

此外，寄生蜂的后代通常局限于被寄生的宿主，因此，产卵雌蜂的策略在很大程度上决定了她的生殖产出；因此，她的策略处于强烈的自然选择之下。超级寄生，即由一只或多只寄生雌蜂在一个宿主体内产下两个或多个卵，以及避免超级寄生是独居蜂最基本的种内竞争行为之一。然而，有关其进化后果的问题长期以来一直存在争议。

在大多数情况下，寄生雌蜂拒绝在已经被寄生的宿主身上产更多的卵（避免超级寄生），因为超级寄生会在一个狭窄的生态位中引入黄蜂之间的激烈竞争。超级寄生会严重降低寄生虫的繁殖效率，影响寄生虫后代的体型或体重，延长黄蜂后代的发育时间，增加发育中的宿主和寄生虫的过早死亡。尽管被认为是不利的，但雌性寄生虫在某些情况下还是会进行超级寄生。这种矛盾的决定最初被解释为是产卵雌性的 "错误 "的结果，但后来被重新解释为当雌性没有更好的解决办法时，即当整体环境质量低下时的一种适应性决定。

此外，最近的研究发现了一种可遗传的丝状病毒（FV），可以操纵黄蜂的超级寄生性，表明超级寄生性很可能被共生体操纵，作为病毒传播的一种适应性策略。尽管长期以来人们对超级寄生性的兴趣和争论的话题，但对超级寄生性避免的详细机制基本上没有探索，这限制了进一步解决其神秘的生态环境。果蝇寄生虫已被广泛用作实验和理论模型来研究寄生虫感染的宿主反应的基础机制。

该研究使用单体内寄生虫Leptopilina boulardi（Lb）作为研究系统，以确定避免寄生虫超级寄生性的分子基础。发现Lb通过诱导宿主中枢神经系统中的活性氧来操纵宿主的逃避行为，从而避免超级寄生。通过追踪这一机制的进化情况，发现新功能化和表达特化产生了一个古老的RhoGAP结构域的新作用，使寄生虫能够操纵宿主行为。

参考文献：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25727-9

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