성적으로 전염 된 질병 : 진화론의 관점

Original cartoon by Alex Martin
출처 : Alex Martin의 원본 만화

Henrik Ibsen의 놀이 유령 을 학부생으로보고 나는 젊은 오스왈드가 아버지의 무자 비한 생활 방식에서 부수적 인 손상으로 선천적 인 매독을 가졌음을 알게되었다. 그 후, 진화 생물학에 익숙한 동물학 학생으로서, 나는 인간 성병의 기원과 확산을 숙고했다. 자연 선택이 진정으로 일행이없는 영장류에서 질병 전염을위한 독점적 인 성 경로를 선호 할 수 있었는지 나는 궁금했다.

인간 성병

세계 보건기구 (World Health Organization)는 전 세계적으로 백만 명이 넘는 사람들이 매일 성병에 감염되어 있다고 추정합니다. 50,000 건의 사례가 미국에만 있습니다. 예를 들어 매독, 임질 및 클라미디아와 같은 세균 감염 및 생식기 포진, 인간 유두종 바이러스 및 인간 면역 결핍 바이러스 (AIDS 담당)를 포함한 바이러스 성 질병이 있습니다. 특히 매독은 흥미 롭습니다. 매독은 성적 친밀감 (spiral-shaped bacteria) 인 Treponema pallidum이 성행위시 피부 또는 세포막의 돌연변이를 지나치게 통과하여 발생하는 많은 질병입니다. 일단 혈류가되면 박테리아가 세포에 걸려 결국 결국 큰 피해를 입 힙니다. 치료되지 않은 매독은 1 차 (주로 통증이없는 피부 궤양이 1 개), 2 차 (일반적으로보기 흉한 피부 분화), 잠복 (대부분 증상이없는) 및 3 차 (두개골, 심장 한 가지 후유증은 치매). 선천성 매독은 임신 후반기에 박테리아가 태반에서 태아로 통과 할 때 발생합니다.

 64560900R.nlm.nih.gov and gonorrhea image from Wellcome Images (website operated by Wellcome Trust, UK), both via Wikimedia Commons.
매독의 얼굴 병변 (왼쪽)과 출생시 전염 된 임질의 안과 (오른쪽).
출처 : Wikimedia Commons를 통해 Wellcome Images (Wellcome Trust, 영국 운영 웹 사이트)의 Internet Archive Book Images, Identifier : 64560900R.nlm.nih.gov 및 gonorrhea 이미지의 매독 이미지.

매독 전염병에 대한 최초의 기록은 1494 년 1495 년 나폴리 (이탈리아)에서 프랑스 군이 침공 한 후 프랑스 수두 (French pox)가 그 이름의 하나 인 것으로 알려졌다. 그 기원은 선원들이 콜럼버스와 함께 신세계에서 돌아온 것에 기인 한 것입니다. 로버트 크넬 (Robert Knell)이 2004 년 논문에서 밝힌 것처럼, 매독은 유럽에서 최초로 등장한 "급성이고 극히 불쾌한 질병"이었습니다. 그러나 병독성은 급속히 감소했고 500 년 후에 그것은 더 온화하고 만성적 인 질병이되었습니다. 신종 인플루엔자 감염 가능성이있는 매독은 자연 방어가없는 유럽인으로 유입되기 때문에 처음에는 증상이 매우 심각했을 것입니다. 그러나 박테리아의 병독성을 감소시키는 것을 선호하는 자연 선택은 이후 심각한 정도의 급격한 감소를 가져왔다. 기생충이 조기 사망을 유발하거나 숙주를 쇠약하게 만들어서 성적 파트너를 저지시키는 것은 비생산적입니다. 매독은 여전히 ​​매우 유해하지만 그 병적 증상은 그보다 훨씬 약합니다.

논란은 오랫동안 매독의 기원을 성병으로 둘러 쌌지 만 이제 해결이 이루어졌습니다. Treponema pallidum 에는 육체적 인 외관 및 혈청학에서 사실상 구별 할 수없는 4 종의 아종이 포함되기 때문에이 주제는 복잡합니다. 그러나 매미를 일으키는 아종들만이 T.p. pallidum , 성적으로 전송됩니다. 다른 것들은 모두 어린 시절에 단순한 피부 – 피부 접촉 또는 구강 접촉을 통해 전염되며 특유의 증상을 갖는 질병을 일으킨다 : yaws ( T.p.pertenue ), pinta ( T.p. carateum ) 및 bejel ( T. p. endemicum ). 2008 년 Kristin Harper와 동료들의 모든 아종에 대한 광범위한 유전학 연구에 따르면 성적으로 전염 된 매독 균주가 최근에 유래되었으며 요크를 일으키는 신세계 균주의 가장 가까운 친척입니다. 그러나 올드 월드 (Old World)는 왜곡을 일으켜 변형 된 나무가 진화 나무의 바닥을 차지하고 있으며, 이것이 처음으로 발생했다는 것을 암시합니다. 따라서 Harper와 동료들은 Treponema pallidum 의 여러 형태의 분포와 진화를위한 3 단계 모델을 제안했다. (1) 구세계의 원래 비 성병 형태는 중동과 동유럽으로 퍼져 나갔다 (bejel을 일으킴) , 그리고 이후 미주 (뉴 월드 yaws) 항복. (2) 유럽의 탐험가들이 미주에서 구세계에 이르기까지 매독을 일으켰습니다. (3) 전 세계적으로 유럽에서 퍼진 매독 균주.

비인간 영장류의 성병

이상적으로 다른 영장류와의 비교는 인간 성병의 진화에 대한 단서를 제공해야하지만 부족한 지식은 장애입니다. 그럼에도 불구하고 귀중한 통찰력은 독창적 인 간접 접근법에서 결국 나타났습니다. 이정표 2000 년 논문에서 Charlie Nunn과 동료들은 백혈구 수 (백혈구)를 사용하여 질병 위험을 나타내는 비교 결과를 발표했습니다. 백혈구는 감염에 대한 첫 번째 방어선 중 하나를 제공합니다. 연구자들은 41 종의 영장류 중 대표적인 표본에 대한 백혈구 수치를 수집하여 질병 위험이 더 큰 3 가지 대안 가설을 시험했다 : (1) 큰 그룹 또는 인구 밀도, (2) 대변으로 인한 병원균에 대한 노출 증가, 3) 더 난잡한 짝짓기.

일차적 인 발견은 암컷이 더 교미하는 파트너가있는 종에서 백혈구 수치가 유의하게 더 컸다는 것이다. 대조적으로, 백혈구 수치는 시험 된 다른 인자들과 유의 한 관계가 없다. 상대적 고환 크기에서 파생 된 여성 교미 성 난잡함과주기 당 여성 교배 활동 기간의 조합 지수를 사용하여 분석을 반복했다. 이 지수는 또한 백혈구 수치와 유의 한 상관 관계가 있었다. 2002 년 Nunn은이 결과를 후속 연구 논문에 추가하여 100 종의 영장류의 증가 된 표본에 대한 결과를 제시했습니다.

Figure redrawn from Nunn et al. (2000)
정소의 크기와주기 당 암컷 짝짓기 지속 기간에 의해 평가 된 짝짓기 성 난잡함에 대한 백혈구 수치. (대조 값은 종간의 서로 다른 연관성의 영향을 상쇄하기 위해 사용됩니다.)
출처 : Nunn et al. (2000)

Matt Anderson과 동료의 2004 년 논문은 38 명의 비인간 영장류 종에서 백혈구 수치에 대한 다른 데이터 세트를 사용하여 Nunn의 연구 결과를 독립적으로 뒷받침했습니다. 분석 결과에 따르면 더 높은 카운트는 다중 짝짓기의 정도와 유의미한 상관 관계가 있음을 확인했습니다. 상대성 고환의 크기를 짝짓기의 난잡함을 나타내는 지표로 사용하면 추가적 확인이 가능합니다. 그러나 저자들은 결과가 백혈구 수와 교미 성행위와의 인과 관계를 밝히지 않는다고 올바르게 경고했다. 더 많은 연구가 필요합니다.

백혈구 수가 사회 집단 크기, 인구 밀도 또는 육상 활동보다 성병 전달과 관련되어 있다는 것은 실제로 다소 놀라운 일입니다. 그러나 아마도 이것은 성병이 숙주의 면역 체계에 대처할 수있는 적응 덕분에 몸에 깊숙이 침투하여 일반적으로 지속될 수 있기 때문일 수 있습니다. 영장류 종을 무차별 적으로 짝짓기하여 초기의 성병 감염을 막을 수있는 더 많은 백혈구를 순환시키는 것은 당연합니다.

인간에 대한 시사점

놀랍게도, 백혈구 수 (WBC)와 다른 영장류에서의 성행위 (promiscuity)의 연관성에 대한 인간의 영향은 크게 무시되었습니다. Nunn 등 2000 년 논문에서이 문장은 "인간의 경우 WBC 수치가 성행위보다 일부일처 제와 일치한다"고 분석했다. 클러스터 분석에 따르면 인간은 하렘구의 고릴라와 일부일본 백인의 긴팔 원숭이와 가장 밀접하게 연관되어 있음이 밝혀졌다. 둘 다 낮은 수준의 정자 경쟁을 가지고 있기 때문에, 이것은 인간이 현저한 정자 경쟁에 생물학적으로 적응했다는 주장에 대한 추가적인 증거를 제공한다. (이전의 저서 「 정자 전쟁 : 양심적 병역 거부자가미 카제 정자 또는 결함 제품 발송」 참조) 대신에 정자가 거의없는 수컷 교미 계통의 기본적인 적응에 상당한 증거가 있음을 보여줍니다 경쟁.

Figure redrawn from Wlasiuk et al. (2010)
면역 글로불린 수용체 5 (TLR5)의 진화를 보여주는 영원한 나무. 가지 위의 수치는 자연 선택의 강도를 나타냅니다. 빨간 선 = 무차별 짝짓기가있는 종; 파란색 선 = 단일 수컷 번식 계통을 가진 종.
출처 : Wlasiuk et al. (2010 년)

Gabriela Wlasiuk와 Michael Nachman에 의한 면역 유전자에 대한 2010 년 논문은 원래 Nunn과 그의 동료들에 의해보고 된 결과에 대한 독립적 인 확증을 낳았다. 더 높은 영장류 (원숭이, 원숭이, 인간)의 스펙트럼을 가로 질러, Wlasiuk과 Nachman은 난잡함 및 질병 위험에 영향을 미칠 수있는 여러 가지 요인과 관련하여 15 가지 면역 방어 유전자에 대한 진화의 패턴을 조사했습니다. 그들은 영장류 나무에서 다른 가지를 따라 진화 속도를 추정했다. 병원체와 밀접하게 상호 작용하는 단백질을 생산하는 10 개의 유전자에 대해 더 많은 난잡한 종으로 이어지는 가지를 따라 훨씬 더 높은 비율이 발견되었다. 이것은 성적 성행위가 면역 체계의 진화에서 중요한 역할을한다는 개념에 대한 가치있는 추가 지원을 제공합니다. 무작위로 짝짓기하는 종은 순환하는 백혈구뿐만 아니라 미세 조정 된 방어 단백질을 가지고 있습니다.

흥미롭게도, 인간 계통은 일반적으로 무차별 적으로 짝짓기하는 계통보다는 오히려 단일 계통의 계통이있는 영장류와 비슷한 다른 영장류에 비해 상대적으로 낮은 진화율을 보였다. 다시 한번, 정자 경쟁에 대한 인간의 생물학적 적응에 대한 증거는 없다. 역설적이게도 인간은 생식 세포 교배에 생물학적으로 적응하지 못합니다. 상대적으로 낮은 수준의 순환하는 백혈구와 서서히 진화하는 방어 단백질로 반영되지만 많은 성병에 걸립니다. 우리 조상 짝짓기 패턴에서 출발하면 가격이 비싸다.

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