Definíciók a természetben nem léteznek, ezek magunk kreálta munkaeszközök, melyek lehetővé teszik az emberi kommunikációt. Így pl. a megfertőzött gazda számára hasznos, jó fertőzések okozója definíció szerint mutualista (korábbi szóhasználatban: szimbionta), míg a káros fertőzések okozói élősködők, vagy más szóval paraziták. De vajon hol a határ a szimbionta és a parazita éltmód közt, tehát mi a biológiai különbség a „jó fertőzés” és a „rossz fertőzés” között? Rózsa Lajos és Garay József (mindketten az Ökológiai Kutatóközpont, Evolúciótudomány Intézet munkatársai) legújabb áttekintő (review) tanulmánya e kérdést feszegeti a brit Parasitology szakfolyóirat hasábjain.
E területet évszázadokon keresztül az orvosi szemlélet uralta, ezért a paraziták által a megfertőzött gazdaszervezetre kifejtett káros hatást a kórokozó képességgel azonosították. Az élősködők általi fertőzések tehát betegséget okoznak, a betegség pedig számunkra káros.
Csakhogy a ’70-es évek második felében már az ökológusok és evolúcióbiológusok érdeklődése is feltámadt a paraziták iránt. Hiszen az élővilág fajainak és egyedeinek többsége élősködő életmódot él, legalábbis akkor, ha a növényélősködő rovarokat is közéjük számítjuk. Nyilvánvalóvá vált, hogy a megfertőzött gazdaszervezetre nézve káros hatást gyakorló fertőzések messze túlnyomó többsége ritkán, vagy sosem okoz orvosi vagy állatorvosi értelemben vett betegséget. No de akkor hogyan határozható meg, és miben mérhető a fertőzések által okozott káros hatás?
Jeles brit akadémikusok, Roy Anderson és Robert May 1978-ban úgy határozták meg a fertőzések okozta kárt, hogy az csökkenti a megfertőzött gazdaegyed túlélési esélyeit (élettartamát), vagy a szaporodási sikerét (utódai számát), vagy mindkettőt. Az ilyen fertőzések pedig arra szelektálják a megtizedelt gazdapopulációkat, hogy kerüljék a fertőzési forrásokat, illetve lázzal, gyulladással, immunreakciókkal védekezzenek e fertőzések ellen. Rózsa és Garay egyetértenek a korábbi szerzőkkel abban, hogy az evolúcióban a túlélés és szaporodás a sikert mérő „valuta”; ezek esélyének növekedése a „jó”, és ennek csökkenése a „rossz” hatás. Csakhogy az élővilág működése hierarchikusan egymásra épülő szerveződési szintek mentén zajló folyamatokból áll. Tehát a fertőzések „jó” vagy „rossz” hatásait is a különböző szerveződési szinteken egymással párhuzamosan kell értelmeznünk, és akkor mindjárt meglepő ellentmondásokba ütközünk.
Legyen az első lépcsőfok a sejtek működési szintje. Számos vírusos, bakteriális vagy gombás fertőzést ismerünk, melyek növelik a megfertőzött sejtek élettartamát és serkentik azok szaporodását. Csakhogy a sejthalált nem ismerő, egyre gyorsabban szaporodó sejttömeg a soksejtű egyedek (pl. az emberi egyedek) szintjén rosszindulatú, rákos daganatot jelent, mely előbb-utóbb az egyed halálát okozhatja. Ami tehát a sejteknek (rövid távon) siker, az az egyedeknek (hosszabb távon) kudarc – ez eddig közismert.
A következő lépcsőfok tehát a soksejtű egyed, mint pl. egy ember. A fertőzések jó vagy rossz hatása itt egybevág az orvosi értelmezéssel, tehát hétköznapi értékrendünkkel is. Pl. a koronavírus fertőzés „rossz”, mert beteggé tehet vagy megölhet minket.
Tekintsük harmadik lépcsőfoknak a leszármazási vonalak szintjét. Bár ezt ritkán tekintik elkülönült szerveződési szintnek, de a szerzők szerint legalábbis, mint a szelekció egyfajta lehetséges egységét, érdemes külön szemügyre vennünk. Egy-egy leszármazási vonal egyszerűen a szülő-utód kapcsolatok láncolatával összekötött egyedekből áll. Hogyan változik az ő sikerük egy olyan fertőzés hatására, mely csökkenti az egyedek túlélési és szaporodási esélyeit?
Vegyünk egy végtelenül leegyszerűsített, hipotetikus példát. Egy képzeletbeli lény ivartalanul szaporodik, 2 évig él, és élete végén 4 utódot hoz világra. Tehát 2 év múltán 4 példányt, végül a 4 év múltán 16 példányt figyelhetünk meg. Vegyünk most egy fertőzést, amely a felére csökkenti a megfertőzött gazdaegyed élettartamát, és egyúttal felére csökkenti az utódai számát is. Sőt, a szülők átadják a fertőzést az utódaiknak is, tehát az egész leszármazási vonal végig fertőzött lesz. Tehát 1 év múltán 2 példányt, (…), majd 4 év múltán 16 példányt figyelhetünk meg. Egy fertőzés tehát megduplázhatja, vagy megfelezheti az egyedek túlélésének és szaporodásának esélyét úgy, hogy mindez nem hat a leszármazási vonalak sikerére: az ötödik évben mindkét esetben ugyanannyi leszármazottat találtunk.
De van további meglepetés is. Ha a fertőzés a gazda élettartamát mondjuk a felére csökkenti (két évről egyre), de az utódok számát ennél kisebb arányban, mondjuk négyről csak háromra, akkor a fertőzöttek leszármazási vonala sikeresebb lesz (tehát gyorsabban növekszik), mint a nem-fertőzötteké, és így kiszoríthatják azokat.
A talány feloldása egyszerű: a szelekció nem csak a hosszú és termékeny életet, de az utódok létrehozásának sebességét is „díjazza”. Tehát 2 év végén 4 utódot létrehozni pontosan akkora siker, mint 1 év végén 2 utódot létrehozni. A leszármazási vonalak mentén mért kudarc vagy siker tehát eltérhet, akár ellenkező irányú lehet, mint az egyedek szintjén értékelt kudarc vagy siker. A hoszzú élet nem feltétlen előnyös, főleg nem, ha a szaporodás lassulásával jár. Ez azért lényeges, mert leszármazási vonalak szintjén zajló szelekció igen hatékonyan eredményezhet adaptációt, tehát pl. a fertőzések elleni vagy melletti alkalmazkodásokat a gazdapopulációkban. Korántsem biztos tehát, hogy az egyedek életét és termékenységét csökkentő fertőzések mindig evolúciós ellenlépésekre késztetik a gazdafajt.
Végül tekintsük a gazdapopulációt, mint még magasabb szerveződési szintet. Vajon vannak-e fertőzések, melyek ártanak az előző szerveződési szinteken, de mégis elősegítik a populációk népességnövekedését? Különös módon e kérdésre nem az ökológusok, hanem egy történész talált elsőként válasz. William H. McNeill, kanadai-amerikai történész 1976-ban átértelmezte és újraírta a 16-19. századi gyarmatosítás történelmét. Felismerte, hogy az európai gyarmatosítók hullámai nem a felsőbbrendűnek vélt kultúrájuk, vallásuk vagy fegyvereik révén gyűrték le a bennszülött népességeket, hanem az általuk behurcolt, és az őslakosok számára addig ismeretlen, számukra új járványok által. Így pl. a himlő és a kanyaró ugyan az európai hódítok közt is szedett áldozatokat, de csak jóval kisebb mértékben, mint az ezekkel a vírusokkal szemben immunológiailag naiv őslakosok körében.
Ha tehát a populációk közti kapcsolatok hálóját is figyelembe vesszük, akkor elképzelhető, hogy a fertőzés hátrányt okoz ugyan a megfertőzött egyedeknek és leszármazási vonalaknak a nem-fertőzött egyedekkel szemben, de a népesség egészét mégiscsak előnyhöz juttatja a rivális népességekkel, rivális fajokkal való versengésben. Ma már az ökológusok számos hasonló esetet ismernek az invazív fajok sikeres terjeszkedése, illetve az őshonos fajok kiszorulása kapcsán. Valószínű, hogy az Európába betelepített fácán, szürke mókus, vagy néhány amerikai rák is az általuk terjesztett kórokozók segítségével szorítják ki az Európában őshonos, velük versengő fajokat.
Mintegy 45 évvel ezelőtt tehát úgy vélték, hogy az egyedek számára hátrányos fertőzések, melyek csökkentik az élettartamukat és szaporodási esélyeiket, szükségképpen negatív hatással lesznek a gazdapopulációk egészére is. Az új tanulmány azonban megmutatta, hogy mindez korántsem biztos, mert egyazon fertőzés a különböző szerveződési szinteken, egymással párhuzamosan, egyidejűleg akár ellentétes irányú „jó” és „rossz” hatásokat okozhat.
Orvosainktól természetesen továbbra is azt várjuk, hogy megszabadítsanak minket a mi egyéni szempontunk szerint „rossz” hatású fertőzésektől. Ugyan ki szeretne elkapni egy olyan fertőzést, amely csökkenti az élettartamát és termékenységét? De értenünk kell azt is, hogy ugyanebben a gazda-parazita kapcsolatban más szerveződési szinteken az evolúciós és ökológiai folyamatok akár ellentétes hatásokat is okozhatnak. Ezért a szervezetünk nem feltétlen adaptálódott arra, hogy az ilyen fertőzésekkel szemben felvegye a harcot.
Szemben a népmesékkel, a valós fertőzések világa gyakran nem a „jó” és a „rossz” egyszerű ellentétére épül. Pl. az egyik leggyakoribb tünetmentesen lappangó fertőzésünk, a Toxoplasma gondii megrövidítheti életünket, hiszen olykor – ritkán! – skizofréniát vagy spontán vetélést okozhat, növelheti a közlekedési balesetek veszélyét stb. Ugyanakkor kissé növeli a szexuális nyitottságot és vonzerőt, hiszen a fertőzött embertársaink arcát vonzóbbnak látjuk. Hogy ez „jó” vagy „rossz” fertőzés? Talán a kérdés rossz, és ezért nem adható rá jó válasz.
A megjelenést a Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium (RRF-2.3.1-21-2022-00006 pályázat) Járványökológia Divíziója támogatta
Csatolt dokumentum(ok):2023-11-07 03_00_00_Innotéka_Mutualizmus vagy parazitizmus
További megjelenések a témában:
innoteka.hu - Mutualizmus vagy parazitizmus? - 2023.11.02
24.hu - Így lehet hasznos a rossz baci és káros a jó - 2023.11.26.
