互惠-寄生耦合系统的稳定性

寄生物与宿主之间协同进化的研究早已在生命科学领域引起广泛关注。现有研究寄生物与其宿主协同进化的模型几乎都是基于寄生物将会导致宿主种群减少的前提建立的。然而,寄生物在很多情况下也会促进宿主种群的增长,比如低密度的寄生物能提高宿主的免疫力从而提高宿主的存活率。基于这一前提假设,在经典的Lotka-Volterra模型和Leslie型捕食者-食饵模型基础上,引入寄生物对宿主的固有促进水平参数K,建立了一类互惠-寄生耦合模型。利用微分方程稳定性理论对模型进行分析,发现系统平衡点的稳定性与固有促进水平K密切相关。分析显示,在不同的固有促进水平K下,寄生物与宿主将会以稳定均衡或周期振荡的形式持续共存。数值模拟实验表明在一定条件下系统会出现Hopf分岔现象,并且随着固有促进水平K的增大,系统还会出现稳定的极限环,即随着固有促进水平K的增大,寄生物与宿主由稳定共存转变为变振幅、变周期的振荡共存。当固有促进水平参数K为零时,我们的模型就转化为经典的Leslie型捕食者-食饵模型。     

巢寄生的协同进化

巢寄生现象一直是鸟类学专家探讨的热点问题,对于协同进化的问题又有许多不同理论。从宿主的2种对待寄生卵的行为出发,对于巢寄生协同进化的各种理论做了简单的归纳。其中宿主的拒卵行为被认为是一种适应性的表现,这导致和寄生鸟的进化竞争。而对宿主接受卵的行为却有2种不同的观点,即进化滞后说和进化平衡说,这2种学说从不同的方面都能解释宿主接受卵的行为。关于巢寄生的协同进化问题还需要进一步的研究和更多的实例证明．     

多重感染与寄生物致病性的进化

对于寄生物致病性进化方向问题的研究,是近些年才开始重视的。目前主要还停留在利用数学模型对寄生物在多重感染情况下致病性进化方向的研究,实验的研究还不多见。从理论研究以及不多的实验来看,寄生物的致病性并不只向对宿主无害的方向进化。但是要了解多重感染情况下,寄生物致病性的进化方向;则需要对特定寄生物及其宿主进行大量的实验研究,阐明多重感染的发生率、它们的流行病学,以及特定的寄生物和宿主关系共同进化所取决的主要因素。     

指环虫属的早期辐射及其与宿主鲤科鱼类的协同进化关系

本研究利用28SrDNAC1-D2区序列分析采自鲤科鱼类中6亚科宿主和寄生在花鲈、梅花鲈上的共17种指环虫的系统发育关系。同时,通过比较宿主鲤科鱼类与指环虫的系统发育树,检验指环虫与其宿主是否存在协同进化关系。结果表明:17种指环虫形成5个进化支(Clade),其中寄生在团头鲂(亚科)和鲢、鳙(鲢亚科)上的6种指环虫聚为一支(Clade1),而它们的宿主鱼类在系统发育分析中也表现为近缘关系;寄生在鲮鱼(野鲮亚科)上的D.quanfami(Clade5)位于系统树最基部,鲫鱼和鲤鱼(鲤亚科)的寄生指环虫处在系统树的次基部位置,而鲤亚科与野鲮亚科组成的姐妹群在宿主系统树上同样处在基部位置,寄生虫和宿主在进化上较为原始的地位得到了很好地相互印证。因而,本研究首次利用分子系统学手段分析指环虫属远缘物种间的系统关系,揭示了指环虫属与宿主鱼类之间存在协同进化关系。另外,本研究首次发现,野鲮亚科鱼类也可能是指环虫类的早期宿主,这与先前认为鲤亚科鱼类为指环虫类的祖先宿主的推测有所不同。     

寄生虫对宿主种群的调节

寄生虫寄生于宿主 ,组成了宿主 寄生虫系统 ,它们之间是否已经通过长期的选择进化形成了一种稳定的关系呢 ?寄生虫对宿主是否还具有种群调节能力呢?Price1认为寄生虫是一种开拓性物种 ,具有高度的进化和形成物种速率 ,有较广的适应范围 ,从而形成了不稳定的宿主 寄生虫系统 ,寄生虫和宿主种群之间仍然产生相互作用。       

肠道微生态系统及其与宿主的协同进化

肠道微生态系统是寄生在宿主肠道内的微生物的总和。微生物进入肠道后,通过一个复杂的过程形成群落,与宿主之间相互作用,形成共生关系。宿主客观上为微生物提供生存和进化场所,微生态系统为宿主提供营养物质、刺激肠道组织的发育、刺激宿主肠道免疫系统的发育、影响宿主能量代谢、协助宿主降解有毒物质、影响宿主生殖活动和寿命等功能。作为一个进化的系统,微生态系统的物种多样性和丰富度对维持宿主正常生理功能具有重要作用,但同时又受宿主的影响,物种间相互作用和宿主-微生物间的相互作用是微生态系统进化的动力。进化主要表现在微生物和宿主基因组上发生适应性变化。因此,系统生态学的理论对理解肠道微生态系统的运行机制和临床应用具有重要指导作用。     

病原体毒力的进化

病原体毒力的进化是进化生物学和传染病预防控制中的重要课题。最具有进化优势的病原体应该是能够最大限度传播自身,对宿主造成的危害越小,越有利于病原体的长期传播。但根据“交易模型”,病原体在具有传播能力的同时,不可避免地造成宿主适应性的降低。由这一模型预测的病原体毒力进化,会在传播率最大和对宿主影响最小之间取得平衡,以便病原体的基本繁殖率最大化。本文介绍了近年来对这一模型的研究结果、其可能的使用意义和存在的争议,以及进一步完善模型的必要性．     

碘泡虫属粘孢子虫分子进化及其与宿主协同关系的研究

以18S rDNA为分子标记,对碘泡虫属Myxobolus粘孢子虫的分子进化规律进行了系统研究。结果显示:碘泡虫属各物种18S rDNA的AT含量(53.2%)高于GC含量(46.8%),表现出一定的AT组成偏向性;各物种18S rDNA遗传距离在0.00~0.35;脑碘泡虫M.cerebralis保守区序列变异介于淡水物种和广盐性物种之间;碘泡虫属18S rDNA分子系统发育树呈现生境相同先聚枝,形态相似后聚枝的规律,并表现出一定的宿主特异性和组织向性。此外,以线粒体COⅠ基因为分子标记,对碘泡虫属相应宿主进行了系统进化分析,结果表明:淡水物种与广盐性物种分别聚在不同的分类枝系中,与寄生于宿主体内的碘泡虫所呈现的支序树有相同的进化趋势,并表现出一定的协同进化关系;海水起源的虹鳟Oncorhynchus mykiss在适应淡水过程中被脑碘泡虫寄生,两者经过长期的演化,最终适应淡水环境。     

历史生物地理学中的BPA分析法Ⅰ:初级BPA

BPA(brooks parsimony analysis)是历史生物地理学研究的重要分析方法之一 ,在过去的 2 0年内得以发展和完善。除了用于生物地理分布格局的支序分析并解释其形成原因外 ,BPA也可用于寄生物与宿主、物种与区系以及协同进化等方面的研究。本文详细介绍了BPA的原理以及初级BPA的分析方法。     

巢寄生行为

巢寄生是一种鸟类将卵产在其它鸟的鸟巢中,由义亲代为孵化和育雏的一种特殊的繁殖行为。照片中所示的草地鹨（Ａｎｔｈｕｓｐｒａｔｅｎｓｉｓ）喂食大杜鹃,就是一种种间巢寄生类型。大杜鹃是现有巢寄生鸟类８０多种中最典型的一种鸟,它可把卵寄生在１２５种其它鸟类的巢中。巢寄生行为表现在：宿主的选择,大杜鹃在繁殖期寻找与孵化期和育雏期相似、雏鸟食性基本相同、卵形与颜色易仿的宿主,多为雀形目鸟类。寄生时间上,大杜鹃多在宿主开始孵卵之前,乘宿主离巢外出时快速寄生产卵。巢寄生的协同进化,表现在宿主卵的形态特征上。寄生…     

历史生物地理学中的BPA分析法I：初级BPA

BPA(brooks parsimony analysis)是历史生物地理学研究的重要分析方法之一,在过去的20年内得以发展和完善。除了用于生物地理分布格局的支序分析并解释其形成原因外,BPA也可用于寄生物与宿主、物种与区系以及协同进化等方面的研究。本文详细介绍了BPA的原理以及初级BPA的分析方法。     

噬菌体与宿主菌间的角逐

噬菌体和它们的宿主菌组成了地球上教目最庞大的微生物种群,噬菌体靠寄生宿主菌来扩增繁衍。但在漫长的进化中,噬菌体与宿主菌间不单是捕食关系,它们间还形成了复杂的相互对抗机制,其中抵抗防御机制的抗防御机制也会促使抗．抗防御机制的产生。从生态学角度来看,噬菌体和宿主菌间的共进化保持着动态平衡。本文综述近年来这一领域的研究,为更清楚地了解噬菌体与宿主菌间的关系和应用提供了参考。     

基因芯片在研究病毒感染宿主基因表达谱中的应用

人类基因组计划提供的海量基因信息以及功能基因组学理论和技术的出现,为研究病毒与宿主相互作用提供了难得的历史机遇。病毒作为一种严格的细胞内寄生物,感染宿主后会引起宿主细胞形态和功能的改变。这些变化主要由于病毒感染导致宿主细胞基因表达变化所引起。通过基因芯片技术研究病毒感染宿主的基因表达谱变化,可以发现病毒感染宿主细胞在分子水平上的应答,从而为病毒性疾病的预防、诊断和临床治疗提供新的策略。     

寄生蜂的秘密武器

寄生蜂以其他昆虫为宿主营寄生生活,是昆虫中进化程度最高的类群,更是控制农林害虫的重要物种。在长期的进化中,寄生蜂产生了许多克敌制胜的秘密武器,如多分DNA病毒、毒液和畸形细胞等。这些寄生因子在抑制宿主免疫系统的攻击、调节宿主的生长发育、保证寄生蜂成功寄生的过程中发挥重要作用。     

浙江省汉坦病毒基因分子进化分析

为了分析浙江省汉坦病毒分子流行病学的特点,本文应用分子生物学软件对1981～2007年从浙江省不同地区不同宿主分离的12株汉坦病毒的S、M基因序列进行分子进化分析,结果显示:浙江省属汉滩(HTN)型和汉城(SEO)型的混合型疫区,病毒的基因差异和亲缘远近关系主要表现在地区性,而与病毒分离的年代与宿主关系并不大,表现出明显的地理聚集现象,该现象在HTNV中的表现尤为明显,同一地区分离的病毒表现为较高的基因同源性,系统进化树上分布于同一或临近分支。另外发现分离自浙江省建德地区的Gou3和ZJ5株在SEOV进化枝中构成一独立分支,而且与国内外SEOV其他毒株的基因差异均较大,在浙江省建德地区存在着SOEV的特殊亚型病毒。     

吸虱昆虫群落数量分类及其与小兽宿主的协同进化关系

以云南省16种主要小兽宿主体表吸虱群落为分类单元,以基于共54个群落特征变量的各群落优势虱种的相对优势度D_r、染虱率R_L、虱指数I_L、总染虱率R_LT和总虱指数I_LT及各群落的结构参数（平均丰富度 、平均均匀度 、平均多样性指数 及平均优势度指数 ）来探讨云南省吸虱昆虫与其宿主协同进化的关系。运用SPSS12.0统计软件中的系统聚类分析,对16种主要小兽宿主体表吸虱群落进行数量分析。结果将16种小兽宿主体表吸虱群落分为8个类群。隶属同一个属的小兽,其体表吸虱群落相似程度高,在系统聚类分析中聚为一类; 大多数吸虱群落相似性大小与相应小兽宿主在动物分类上的近缘性高低呈高度一致。结果提示： 吸虱昆虫与其所寄生的小兽宿主存在同步进化的关系,特定的小兽宿主,其体表吸虱群落的构成比较稳定,宿主动物的近缘关系越近,其体表吸虱群落的相似性越高,这是吸虱昆虫与小兽宿主协同进化的一个重要生态学证据。     

粳稻品种中丹2号抗稻瘟病基因的残效

Nelson认为,在病原菌寄生物与植物寄主的共同 进化过程中,寄生物对某种寄主抗性的克服并不是完 全的。也就是说,某个抗病基因即使丧失抗性,但对该 菌系仍有一定残效抗性,使寄主表现不太严重的感病。 以前,仅有几例这方面的报道。我们在对水稻稻瘟病 抗病基因的研究中,也发现这一现象。     

鸟类巢寄生伤害理论的进化

鸟类巢寄生的寄主无论是成乌还是雏鸟,对宿主都是极具伤害性的,因为它们降低了宿主的生育力,然而,无论是在寄主种内还是种间,其伤害性的差异变化很大。综述了以往对这种伤害性差异的各种解释,以往的解释在很大程度上集中在伤害性所带来的利益。认为寄主的伤害性行为可以像病原体的伤害性一样进行分类,伤害性在为寄主带来利益的同时,也伴随着代价,所以,由病原体伤害性进化研究衍生而来的平衡假说,适用于解释鸟类巢寄生伤害理论的进化。     

大杜鹃对家燕的巢寄生

了解杜鹃(Cuculus spp.)对不同宿主鸟类的巢寄生,是研究杜鹃与其宿主之间协同进化的重要基础资料。大杜鹃(Cuculus canorus)和家燕(Hirundo rustica)分布遍及全国,且为同域分布,但两者之间的寄生现象尚未有过系统调查。2012年和2014年4~8月,对繁殖于吉林市昌邑区桦皮厂镇(34°58′44.18″N,126°13′26.83″E,海拔184 m)和海南岛的家燕种群进行调查,结果表明,吉林市昌邑区桦皮厂镇家燕种群的寄生率为2.4%(1/42),而在海南岛所调查的1 719个家燕巢未发现杜鹃寄生现象。同时在网络上搜集家燕巢寄生的报道案例,共记录到13巢家燕被大杜鹃寄生繁殖,均发生在北方的家燕种群。     

肠道菌群紊乱对Treg细胞影响的研究进展

人和动物肠道内存在大量的细菌,并且肠道细菌在宿主多功能代谢和免疫系统平衡中至关重要,它们与宿主免疫和代谢系统共同进化。在正常情况下,肠道菌群与宿主处于长期平衡状态,然而当肠道菌群紊乱时,这种平衡将会被打破,并导致免疫应答的改变和各种疾病的发生。Treg细胞是一种表达转录因子Foxp3的调节型T细胞,是促炎和抑炎反应及免疫平衡中重要的组成成分。近年来,大量的研究揭示了Treg细胞、宿主和肠道菌群之间错综复杂的关系,但并没有对动物体内各个部位Treg细胞的表达变化规律做出系统总结。本综述通过总结近年来人们对肠道菌群的研究,综合阐述肠道菌群紊乱时,Treg细胞在肠、外周血、脾脏和肾中的表达变化规律。