Menschliche Follikelmilben: Ektoparasiten, die Symbionten werden Zusammenfassung Die meisten Menschen tragen ihr Leben lang Milben in den Haarfollikeln ihrer Haut. Follikelmilben sind die einzigen Metazoen, die dauerhaft auf dem Menschen leben. Wir schlagen vor, dass Demodex folliculorum (Acari) ein Übergangsstadium von einem obligaten wirtsschädigenden Parasiten zu einem obligaten Symbionten darstellt. Hier beschreiben wir die tiefgreifenden Auswirkungen dieses Übergangs auf das Genom und die Physiologie der Milbe. Die Genomsequenzierung ergab, dass die permanente Wirtsassoziation von D. folliculorum zu einer umfassenden Genomreduktion durch entspannte Selektion und genetische Drift führte, was zur kleinsten Anzahl proteinkodierender Gene führte, die bisher identifiziert wurde. unter den Panarthropoden. Konfokale Mikroskopie ergab, dass dieser Genverlust mit einer extremen Verringerung der Zellzahl einherging. Einzelne kernlose Muskelzellen reichen aus, um jedes der drei Segmente zu betreiben, aus denen jedes Laufbein besteht. Obwohl angenommen wurde, dass die Verringerung der Zellzahl bei Parasiten früh in der Entwicklung beginnt, haben wir im späten Entwicklungsstadium (Nymphe) eine größere Gesamtzahl an Zellen festgestellt als im terminalen Erwachsenenstadium, was darauf hindeutet, dass die Verringerung bereits in der Entwicklung beginnt erwachsenes oder letztes Entwicklungsstadium. Dies ist der erste Evolutionsschritt einer Arthropodenart, die einen reduktiven, parasitären oder endosymbiotischen Lebensstil annimmt. Somatische Kerne zeigen im diploiden Stadium eine Unterreplikation. Zum ersten Mal werden neue Augenstrukturen oder Photorezeptoren sowie ein einzigartiger Melatonin-gesteuerter Tag-/Nachtrhythmus des menschlichen Wirts vorgeschlagen. Der Verlust von DNA-Reparaturgenen in Verbindung mit extremer Inzucht hätte diese Milbenart in eine evolutionäre Sackgasse führen können. |
Das Bild zeigt die Milbe Demodex folliculorum auf der Haut unter dem Hirox-Mikroskop
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Die erste umfassende DNA-Analyse von Milben, die in den Haarfollikeln aller Menschen leben, liefert Erklärungen für ihre seltsamen Paarungsgewohnheiten, Körpermerkmale und ihre evolutionäre Zukunft.
Mikroskopisch kleine Milben, die in menschlichen Poren leben und sich nachts auf unserem Gesicht paaren, werden aufgrund ihres ungewöhnlichen Lebensstils zu so vereinfachten Organismen, dass sie bald eins mit Menschen werden könnten, wie neue Forschungsergebnisse ergeben haben.
Milben werden bei der Geburt übertragen und von fast allen Menschen übertragen, wobei die Zahl bei Erwachsenen am höchsten ist, wenn sich die Poren vergrößern. Sie sind etwa 0,3 mm lang, befinden sich in den Haarfollikeln im Gesicht und an den Brustwarzen, einschließlich der Wimpern, und fressen den Talg, den die Zellen auf natürliche Weise in die Poren abgeben. Sie werden nachts aktiviert und bewegen sich zwischen den Follikeln auf der Suche nach einer Paarung.
Die erste Genomsequenzierungsstudie der D. folliculorum- Milbe ergab, dass ihre isolierte Existenz und die daraus resultierende Inzucht dazu führen, dass sie unnötige Gene und Zellen abstößt und sich von externen Parasiten zu internen Symbionten entwickelt .
Dr. Alejandra Perotti, außerordentliche Professorin für Wirbellosenbiologie an der University of Reading, die die Forschung mit leitete, sagte: „Wir haben herausgefunden, dass diese Milben eine andere Anordnung von Genen für Körperteile haben als andere ähnliche Arten, weil sie sich an eine geschützte Umgebung anpassen.“ Leben in den Poren. Diese Veränderungen in ihrer DNA haben zu einigen ungewöhnlichen Körpermerkmalen und Verhaltensweisen geführt.“
Die eingehende Untersuchung der DNA von Demodex folliculorum ergab:
- Aufgrund ihrer isolierten Existenz, ohne äußeren Bedrohungen ausgesetzt zu sein, ohne Konkurrenz durch befallene Wirte und ohne Begegnungen mit anderen Milben mit anderen Genen, hat die genetische Reduktion sie zu äußerst einfachen Organismen mit winzigen Beinen gemacht, die von nur drei einzelligen Muskeln angetrieben werden. Sie überleben mit dem minimalen Repertoire an Proteinen, der niedrigsten Anzahl, die jemals bei dieser und verwandten Arten beobachtet wurde.
- Diese Genreduktion ist auch der Grund für ihr nächtliches Verhalten. Den Milben fehlt der UV-Schutz und sie haben das Gen verloren, das die Tiere bei Tageslicht aufwachen lässt. Sie waren auch nicht in der Lage, Melatonin zu produzieren, eine Verbindung, die kleine Wirbellose nachts aktiv macht; Allerdings können sie ihre Paarungssitzungen die ganze Nacht über mit Melatonin antreiben, das in der Dämmerung von der menschlichen Haut ausgeschüttet wird.
- Ihre einzigartige genetische Veranlagung führt auch zu ungewöhnlichen Paarungsgewohnheiten der Milben. Ihre Fortpflanzungsorgane haben sich zuvor bewegt, und Männchen haben einen Penis, der an der Vorderseite ihres Körpers nach oben ragt, was bedeutet, dass sie sich bei der Paarung und Kopulation unter dem Weibchen positionieren müssen, während sich beide an menschlichen Haaren festklammern.
- Eines ihrer Gene wurde umgekehrt, was ihnen eine besondere Anordnung der Mundanhänge verleiht, die zum Sammeln von Nahrung stärker hervorstehen. Dies hilft ihnen, in jungen Jahren zu überleben.
- Milben haben im jungen Alter viel mehr Zellen als im Erwachsenenstadium. Dies widerspricht der bisherigen Annahme, dass parasitäre Tiere ihre Zellzahl früh in der Entwicklung reduzieren. Die Forscher argumentieren, dass dies der erste Schritt für Milben sei, Symbionten zu werden .
- Der Mangel an Kontakt mit potenziellen Partnern, die ihren Nachkommen neue Gene hinzufügen könnten, könnte die Milben auf den Weg in eine evolutionäre Sackgasse und möglicherweise zum Aussterben gebracht haben . Dies wurde bereits bei Bakterien beobachtet, die in Zellen leben, jedoch noch nie bei einem Tier.
- Einige Forscher gingen davon aus, dass Milben keinen Anus haben und daher ihr ganzes Leben lang ihren gesamten Kot ansammeln müssen, bevor sie ihn nach ihrem Tod wieder abgeben, was zu Hautentzündungen führt. Die neue Studie bestätigte jedoch, dass sie einen Anus haben und daher zu Unrecht für viele Hauterkrankungen verantwortlich gemacht werden .
Die Forschung wurde von der Bangor University und der University of Reading in Zusammenarbeit mit der Universität Valencia, der Universität Wien und der National University of San Juan geleitet. Es wurde in der Zeitschrift Molecular Biology and Evolution veröffentlicht .
Dr. Henk Braig, Co-Hauptautor von der Bangor University und der St. John’s National University, sagte: „Milben wurden für viele Dinge verantwortlich gemacht. „Die lange Verbindung mit Menschen könnte darauf hindeuten, dass sie auch eine einfache, aber wichtige nützliche Rolle spielen könnten, beispielsweise indem sie die Poren in unserem Gesicht freihalten.“
