I ricercatori trovano che la capacità dell'animale di resistere all'endoparassita influenza forte il successo riproduttivo

Nella prima prova che la selezione naturale favorisce la tolleranza dell'infezione di una persona, i ricercatori dalla Princeton University e l'università di Edimburgo hanno trovato che la capacità di un animale di resistere ad un endoparassita influenza forte il suo successo riproduttivo. Riferito nella biologia di PLoS del giornale, l'individuazione ha potuto fornire il fondamento per l'amplificazione dell'elasticità degli esseri umani e del bestiame all'infezione.

I ricercatori hanno utilizzato 25 anni di dati su una popolazione delle pecore selvagge che vivono su un'isola in Scozia di nord-ovest per valutare l'importanza evolutiva di tolleranza di infezione. In primo luogo hanno esaminato la relazione fra il peso corporeo di ogni pecora ed il suo livello di infezione con i nematodi, vermi parassitari minuscoli che prosperano nel tratto gastrointestinale delle pecore. Il livello di infezione è stato determinato dal numero delle uova del nematode per grammo delle feci dell'animale.

Mentre tutti animali hanno perso il peso come conseguenza dell'infezione del nematode, il grado di perdita di peso ha variato ampiamente: una pecora della femmina adulta con il conteggio massimo dell'uovo di 2.000 uova per grammo di feci ha potuto perdere così piccolo quanto 2 per cento o fino a 20 per cento del suo peso corporeo. I ricercatori poi hanno tenuto la carreggiata il numero della prole prodotto da ciascuna di quasi 2.500 pecore ed hanno trovato che le pecore con il più alta tolleranza all'infezione del nematode hanno prodotto la maggior parte della prole, mentre le pecore con tolleranza più bassa del parassita hanno lasciato meno discendenti.

Per misurare le diverse differenze nella tolleranza del parassita, i ricercatori hanno usato i metodi statistici che potrebbero essere estendere agli studi sull'epidemiologia di malattia in esseri umani, hanno detto l'autore Andrea senior Graham, un assistente universitario dell'ecologia e della biologia evolutiva a Princeton. I ricercatori medici lungamente hanno capito che la gente con i simili livelli di infezione del parassita potesse avvertire i sintomi molto differenti. Ma i biologi stanno cominciando appena ad apprezzare l'importanza evolutiva di questa variazione determinata.

“A lungo, la gente ha ammesso che se conosceste il carico del parassita di una persona, potreste predire perfettamente le sue prospettive di sopravvivenza e di salubrità,„ Graham ha detto. “Più recentemente, i biologi evolutivi sono venuto a realizzare che non fosse il caso ed in modo da hanno sviluppato gli strumenti statistici per misurare la variazione fra i host nelle conseguenze di forma fisica dell'infezione.„

Graham ed i suoi colleghi hanno usato la ricchezza di informazioni raccolta in molti anni sulle pecore di Soay che vivono sull'isola di Hirta, circa 100 miglia ad ovest del continente scozzese. Queste pecore forniscono un'opportunità unica di studiare gli effetti dei parassiti, del tempo, dei cambiamenti della vegetazione e di altri fattori su una popolazione degli animali selvatici. Portato all'isola dalla gente circa 4.000 anni fa, le pecore hanno eseguito selvaggio dagli ultimi abitanti umani permanenti lasciati Hirta nel 1930. Tenendo un pedigree dettagliato, i ricercatori del progetto delle pecore della st Kilda Soay possono rintracciare l'ascendenza di tutta la persona di nuovo all'inizio del progetto nel 1985 e, possono contare per contro il numero dei discendenti lasciati da ciascuno determinati.

Consumo dell'energia per combattere infezione

I nematodi perforano l'intestino di un animale e possono impedire l'assorbimento delle sostanze nutrienti. Di conseguenza, la tolleranza all'infezione del nematode potrebbe derivare da una capacità di compensare la nutrizione persa, o dalla capacità di riparare il danno i parassiti causano all'intestino, Graham ha detto. “Questa isola è uscita nell'Atlantico del Nord, dove il sole non splende molto,„ lei ha detto. “Le persone così tolleranti potrebbero essere quelle che potessero meglio competere per alimento o migliore capace assimilare la proteina ed altre sostanze nutrienti utili dal foraggio limitato.„

Gli animali tolleranti hanno potuto investire l'energia nella riparazione dell'intestino, ma poi si penserebbero che incorrano i costi. Graham ed i suoi colleghi hanno identificato una simile compensazione evolutiva in uno studio 2010 che ha confrontato i livelli di immune-risposta ed il successo riproduttivo nelle pecore femminili di Soay. Hanno trovato che gli animali con le forti risposte dell'anticorpo hanno prodotto ogni anno meno la prole, ma egualmente hanno vissuto più lungamente. Il gruppo ancora non ha potuto individuare i costi di tolleranza del parassita nelle pecore, ma tali costi potrebbero contribuire a spiegare la variazione nella tolleranza se gli animali più tolleranti fossero in una posizione sfavorevole nelle circostanze particolari.

Mentre i risultati di biologia di PLoS forniscono la prova ben fondata che la selezione naturale favorisce la tolleranza di infezione, sollevano le questioni, come come la tolleranza è generata e perché la variazione potrebbe persistere da una generazione al seguente malgrado il vantaggio riproduttivo di tolleranza, Graham ha detto. I dati in questo studio non hanno permesso ai ricercatori di individuare una componente genetica a tolleranza. Se la genetica svolge un ruolo, sospetta che i geni multipli possono interagire con i fattori ambientali per determinare la tolleranza; la ricerca in corso contribuirà a prendere in giro a parte queste possibilità.

La comprensione dei sostegni genetici di tolleranza del nematode potrebbe qualche giorno guidare gli sforzi per amplificare la tolleranza in bestiame identificando e selettivamente crescendo quegli animali che esibiscono una tolleranza intensificata del parassita, ha detto David Schneider, un professore associato di microbiologia e dell'immunologia alla Stanford University.

“Questo studio indica che la tolleranza del parassita può avere un effetto profondo su salute degli animali e su successo dell'allevamento,„ ha detto Schneider, che ha una conoscenza di con il lavoro ma non è stato compreso in. “A lungo termine, questo suggerisce che potrebbe essere proficuo da investire in bestiame tollerante crescente.„

In esseri umani ed in animali domestici, i parassiti intestinali stanno diventando sempre più resistenti alle droghe usate alle infezioni dell'ossequio, Graham ha detto. Se la disponibilità delle sostanze nutrienti, anche appena durante i mesi primissimi di vita, urta la tolleranza per tutta la vita del parassita, i supplementi nutrizionali semplici potrebbero essere un modo efficace di promuovere la tolleranza nella gente. Circa 2 miliardo genti sono infettate con insistenza con i parassiti intestinali del nematode universalmente, principalmente nei paesi in via di sviluppo. I bambini sono particolarmente vulnerabili agli effetti dei vermi, che comprendono l'anemia, la crescita arrestata e le difficoltà conoscitive.

“Nel migliore dei casi, rimuoveremmo i vermi dalle pance dei capretti che hanno quei carichi pesanti,„ Graham abbiamo detto. “Ma se potessimo anche capire come migliorare le conseguenze di salubrità e promuovere così la tolleranza dei nematodi, quello potrebbe essere uno strumento molto potente.„