Kémiai kommunikáció. A kommunikáció evolúciója kurzus Konok Veronika

Kémiai kommunikáció

A kommunikáció evolúciója kurzus Konok Veronika

Vázlat • • • • •

Mi a kémiai kommunikáció? A kémiai kommunikáció (feromonok) fajtái A kémiai kommunikáció érzékszervei Emlősök kémiai kommunikációja Emberi feromonok

Vázlat • • • • •


Mi a kémiai kommunikáció?

Egyeden belüli

Egyedek közötti

Kémiai kommunikáció szintjei

Mi a kémiai kommunikáció? • Egyedek közötti (fajon belüli)

Kémiai kommunikáció

Kémiai anyagok: Feromonok

Mi a kémiai kommunikáció? • Egyedek közötti (fajon belüli) • Kémiai anyagok (feromonok) útján történő

Mi a kémiai kommunikáció? • Egyedek közötti (fajon belüli) • Kémiai anyagok (feromonok) útján történő • Kommunikáció

Kémiai kommunikáció • Hatással van a jelvevőre? – Mi számít hatásnak? Pl. információ ömagában? – Viselkedés befolyásolása? (de: pl. rossz szagú ember elkerülése, préda szaga alapján zsákmányejtés) – Arra is kellett h kifejlődjön (evolúció) (Smith et al., 2003)→

• Előnyös? – jeladónak (Krebs and Davies, 2009) – Vagy mindkettőnek (Meredith, 2001)

-kémiai vegyület -kommunikációs funkció (hatás)

• Szag érzékelés ≠ kémiai kommunikáció

Kémiai jelek • Állatok többsége számára a világ alapvetően kémiai ↔ emberek • ...vagy? • legelső kommunikációs jelek lehettek • fajok többségénél van kémiai kommunikációs rendszer

Kémiai jelek • Egysejtűek közötti kommunikáció főként kémiai • Ez megelőzhette a többsejtűek létrejöttét • egyedek közötti kémiai kommunikáció- korábbi, mint az egyeden belüli (hormonális) kommunikáció • Külső jelekből belsők

Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális Lokalizálhatóság

Távolság

Átadás sebessége „Eltűnés” sebessége Szükséges környezet

Auditív

Kémiai

Taktilis

Kommunikációs csatornák összehasonlítása

Lokalizálhatóság

Távolság


Vizuális

Auditív

Kémiai

Taktilis

Jó

Jó

Rossz

Jó

Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális

Auditív

Kémiai

Taktilis

Lokalizálhatóság

Jó

Jó

Rossz

Jó

Távolság

Nagy/ közepes

Nagy

Nagyon nagy

Kicsi


Nem mindig, pl. Hangyák, Alleghenyszalamandra


Auditív

Kémiai

Taktilis

Lokalizálhatóság

Jó

Jó

Rossz

Jó

Távolság

Nagy/ közepes

Nagy

Nagyon nagy

Kicsi



Auditív

Kémiai

Taktilis

Lokalizálhatóság

Jó

Jó

Rossz

Jó

Távolság

Nagy/ közepes

Nagy

Nagyon nagy

Kicsi

Átadás sebessége

Gyors

Gyors

Lassú

Gyors

„Eltűnés” sebessége Szükséges környezet


Auditív

Kémiai

Taktilis

Lokalizálhatóság

Jó

Jó

Rossz

Jó

Távolság

Nagy/ közepes

Nagy

Nagyon nagy

Kicsi

Átadás sebessége

Gyors

Gyors

Lassú

„Eltűnés” sebessége

Gyors

Gyors

Lassú

Szükséges környezet

Gyors hasznos lehet pl. territoriális jelölésnél Gyors


Auditív

Kémiai

Taktilis

Lokalizálhatóság

Jó

Jó

Rossz

Jó

Távolság

Nagy/ közepes

Nagy

Nagyon nagy

Kicsi

Átadás sebessége

Gyors

Gyors

Lassú

Gyors


Gyors

Gyors

Lassú

Gyors


-jó láthatósági viszonyok

-ø láthatóság

-ø láthatóság

-ø láthatóság


Auditív

Kémiai

Taktilis

Lokalizálhatóság

Jó

Jó

Rossz

Jó

Távolság

Nagy/ közepes

Nagy

Nagyon nagy

Kicsi

Átadás sebessége

Gyors

Gyors

Lassú

Gyors


Gyors

Gyors

Lassú

Gyors


-jó láthatósági viszonyok

-ø láthatóság

-ø láthatóság

-ø láthatóság

Sötétben, föld alatt, vagy sűrű vegetációban is használható

Vázlat • • • • •


Egyeden belüli

Egyedek közötti

Kémiai kommunikáció szintjei

Szemiokemikáliák: állati kommunikácóban szerepet játszó kémiai anyagok

Szemiokemikáliák típusai

Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5


Vevőnek jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5


Vevőnek jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5


Vevőnek Adónak jó jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5




Vevőnek Adónak Mindkettőnek jó jó jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5




Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5

Feromon-allelokemikália • De: fajon belül feromon- ragadozónak kairomon • Pl. Betűzőszú • Gyümölcsmoly- más faj hímjeit távol tartja

Feromonok • a külső elválasztású mirigyek termelik folyadékként • Folyadékként vagy gázként közvetítődnek • Szaglás vagy ízlelés útján érzékeli ugyanannak a fajnak egy másik egyede • Távolról vagy az állat testfelszínéről/ „jelzőállomásokról”

A feromonok fajtái Feromonok Primerek

Releaserek Szignálok Modulátorok

Feromonok fajtái Primer (áthangoló) feromonok: lassabban hatnak, megváltoztatják a fogadó fiziológiáját, pl. rovar-társadalmakban királynő fészektársak szaporodása, pl. háziméh



Feromonok fajtái Releaserek: viselkedési változást idéznek elő a jelvevőnél (szexferomon, nyomferomon, stb.) (általában gyors válasz) Kiváltott viselkedés: • pl. aggresszió • anyai viselkedés • kölyök szopó viselkedés

Primer/releaser • Sok feromon egyszerre primer és releaser is • Pl. A háziméhé egyben a hímeket odavonzza a násztánchoz • rajzáskor a dolgozók gyülekezését serkenti → kontextusfüggés



Feromonok fajtái Jelző (szignál) feromonok: • Releaserek: specifikus válasz ↔ szignál feromonok: csak információ • dominancia státuszról • nemrég fogyasztott élelemről • rokonságról • génekről (MHC)… De: hatás a viselkedésre (pl. párválasztás)



Feromonok fajtái Modulátorok: • A jelvevő neuropszichológiai állapotára, (hangulat, érzelem) hatnak • Állatoknál nehezebb vizsgálni, embernél könnyebb • Sokszor átfednek a primerekkel



Releaserek típusai, funkciói • • • • • • •

Szexferomon Aggregációs/ toborzó Nyomjelző Területjelző (territoriális) Diszperziós feromonok Vészferomonok Azonosító/identifikáló feromonok- ?

Szexuális feromonok • A legjobban ismert, legtöbbet kutatott • Többszáz rovarfajnál ismert a konkrét kémiai összetétele • Általában a hímek jeleznek

Szexuális feromonok • Odavonz (attraktánsok) • Stimulál (vmikor a koncentráció függvénye) – afrodiziákumok – teljes szexuális viselkedést kiváltja – egyes fajoknál kiegészítő inger is kell, pl. ugrópókvizuális inger és nőstény szaga is kell az udvarló viselkedés kiváltásához

Aggregációs/toborzó • Táplálékforrás (pl. csótány) • Védekezés: pl. riasztó színű rovarok- nagy csoportban még erősebb riasztó hatás

Nyomjelző feromonok • • • • •

társas rovarok vándorlási irány táplálék helyének jelzése illékony anyagok Videó:

https://www.youtube.com/watch?v=gcHt5n3NGK0

Territorium-jelző feromonok • Emlősöknél gyakori • Vizelettel, ürülékkel vagy külső elválasztású mirigyek váladékával • Pl. üregi nyúl- álljelölés -dominanciát is jelzi (szignál feromon) -tesztoszteron-szint

Territorium-jelző feromonok • Krokodilok- párzási időszakban • Hím dongó- repülési útvonalát jelzi szaggal • Kutya-vizelet

Diszperziós feromonok • Pl. nagy populáció sűrűség esetén • Pl. Kis lisztbogár- ha nagy a sűrűség, szétszélednek- kinon hatására • Levéltetvek- megtámadott egyed

Vészferomonok • Rovarok • Sokszor toborzó/diszperziós hatású is • Funkció: – Védelem: toborzás (pl. méh) – Diszperzió (szétszóródás) (pl. levéltetű)

• Illékonyak

Azonosító/identifikáló feromonok • egyed/ rokon/ csoportfelismerés • társas rovaroknál • fogyasztott táplálék + fészek falának kémiai jellege →kolónia tipikus szaga +genetikalag meghatározott komponens • ha nem érzik → agresszió • Releaser vagy szignál feromon?

Azonosító/identifikáló feromonok • aranyhörcsög- lágyék-mirigy (Flank gland) váladék alapján rokon és nem rokon megkülönböztetés

• Bekötött szemű nyuszi felismeri a másik egyedet a szagáról

Azonosító/identifikáló feromonok • Immunokompatibilitás: komplementer génállományú társsal életképesebb utód hozható létre- diszasszortatív párválasztás • egyedi szagtípust részben a fő hisztokompatibilitási rendszer (MHC) génjei határozzák meg (saját–idegen felismerés) • Egerek- különböző MHC-jű társakat választjáka vizelet szagának segítségével

Feromon kémiai tulajdonságait befolyásolja a funkció • nagyobb molekulák – specificitás (pl. szexferomonoknál hasznos) – kevésbé illékonyak- teritórium jelölésre

• hordozóanyagok növelik az élettartamát • kisebb molekulák: – illékonyabb- vészjelek – koncentráció a jeladó körül nagyobblokalizálhatóság



Primer feromonok • Gerincesek- reproduktivitás • társas és fizikai helyzethez hangolás • Pl. utódokat együtt nevelő nőstényekegyszerre érdemes szülni • domináns nőstény fér hozzá az erőforrásokhoz- alárendelt nősténynek máskor érdemes szülni (kisebb a versengés)

Primer feromonok hatása az emlősök szaporodására •Leginkább laborban, háziegéren vizsgálták •Alapjelenség: ♂ vizelet → ♀ ösztruszt pubertást serkent ♀ vizelet → ♀ ösztrusz gátlás → ♂ feromon serkentés Szaglás irtásával hatás elmarad

Ismert primer feromon-hatások • Bruce-hatás: egy idegen hím szaga megváltoztatja a nőstények hormonháztartását, vetélést okozva ezzel – Pl. egereknél, páviánoknál (Roberts et al, 2012) Kasztrált vagy fiatal hím egér nem váltja ki

Ismert primer feromon-hatások • Lee-Boot hatás: nőstény egerek összezárva, hím nélkül → ösztrusz ciklusuk szinkronizálódik, lelassul vagy leáll, álterhességek • Ha jön egy hím- beindul: Whitten-hatásrágcsálók, madarak, hüllők, ember, stb. – Androgén alapú feromon, a hím vizeletében

• Ropartz hatás: egy másik egér szaga→kortikoszteroidok termelődése, reproduktív kapacitás csökkenése (stresszszindróma, túl nagy populáció-sűrűség)

Ismert primer feromon-hatások • Egy, a Lee-Boot hatással ellentétes hatás is van: a ciklus felerősítődik (+szinkronizálódik), nem elnyomódik, ha nőstények együtt élnek

Funkciójuk • Populáció növekedést befolyásolják: Whitten hatás pozitívan, Lee-Boot, Bruce, Ropartz hatás negatívan

Ismert primer feromon-hatások • Vandenburgh hatás: – hím egér → nőstények korábbi pubertás – nőstények késleltetik

• Hímekre kevesebb priming hatást ismerünk

Vázlat • • • • •


Kémiai kommunikáció érzékszervei • Ízlelés, szaglás, vomeronazális szerv (Jacobson szerv): nem-illékony anyagok az ingerei • Vomeronazális szerv: összes kígyó faj, gyíkok, szalamandra, sok emlős, pl. egér, patkány, elefánt, szarvasmarha, kutya, macska, kecske, sertés, majmok, stb.

Vomeronazális szerv (VNO) • az orrüreg és a száj között • neuronjainak axonjai → járulékos szaglógumó

Vomeronazális szerv (VNO) • Más kemoszenzoros struktúráktól elkülönült • Más agyterületeket idegez be • kapcsolatok az amygdalával → érzelmek, memória • +hipotalamusz-hipofízis rendszerrel→ hormonszabályozás • Különösen a reproduktivitásért felelős hormonokkal van oda-vissza irányuló kapcsolat • VNO eltávolítása zavarokat okoz a szaporodási viselkedésben

Vomeronazális szerv (VNO) • A kémiai anyag az orron és/vagy a szájon keresztül jut a VNO-ba • (nyelvvel, orral, ormánnyal, stb.) • vizelethez vagy más testnedvhez érnek hozzá

Vázlat • • • • •


Emlősök flehmen-reakciója • arcgrimasz: flehmen-reakció, ami segíti az anyagot a VMO-hoz juttatni

Emlősök flehmen-reakciója • Legkönnyebben észrevehető: patások, macska félék • elefánt, denevér, hiéna… • Kutya- „tonguing” • Kapcsolat a Flehmen reakció és a VNO között

Emlősök kémiai kommunikációja • korai emlősök- éjszakai életmód • → gyakori a szaggal történő kommunikáció • Az emlősök által használt szagjelek ≠ alacsonyabbrendű állatok feromonjai

Emlősök kémiai kommunikációja • alacsonyabb redűek: specifikus feromonok= egyértelmű jelek + egyértelmű hatás – pl. selyemlepke- bombykol: • csak a selyemlepke hímjeire hat • receptorok: akár 1 molekulára is tüzelnek • 200 receptor aktivitására keresni kezdenek

• Kevésbé specifikus: pl. méhek, hangyák, termeszek vészferomonjai: – több fajra is hatnak – más-más koncentrációjuk más viselkedést vált ki (pl. hangyák: keresés→ agresszió → menekülés)

Emlősök kémiai kommunikációja • Emlősök: még kevésbé specifikus – Komplexebb vegyületek – Hatásuk is komlexebb (pl. kontextus, előzetes tapaszalat) – Egy adott szagjelre nincs automatikus, standard válasz, sokféle üzenetet közvetíthet

• feromonok-e? • Kevés kémiai vegyületet sikerült kimutatni emlősöknél

Kémiai jelek szerepe az emlősök szexuális viselkedésében • Általában vizelet a közvetítő. • A hím a nőstény receptív állapotára vonatkozó információt nyer • Flehmen reakció gyakorisága változik a reproduktív ciklussal (macskák), ill. a párzási időszakkal (szarvas) • Tesztoszteron szint és Flehmen gyakoriság együttjár (gímszarvas)

Vázlat • • • • •


Emberi feromonok? • emberi kommunikáció- vizuális + akusztikus túlsúly • a szagoknak nincs vagy kevés szerepe van? De: • érzelmek leginkább szagingerekhez köthetők • szagingerek érzelmi választ váltanak ki anélkül is, hogy az inger tudatosulna- limbikus rendszer (amygdala) • legtartósabb memórianyom (hippocampus)

VNO az emberben? • léte és funkciója az emberben vitatott • legtöbb tanulmány szerint: a VNO még magzati stádiumban visszafejlődik

VNO az emberben? • Sok, a VNO működéséhez nélkülözhetetlen gén az állatokban megtalálható, de az emberben már nem működőképes • A VNO csökevényes vagy hiányzik az emberszabásúaknál is • A járulékos szaglógumó nem észrevehető embereknél

VNO az emberben? • De: van egy funkcionális VNO, ami reagál feromonokra, de csak szex-feromonokra • Kallmann szindróma: szaglógumó alulfejlett az embrióban, minimális GRH szekréció a hipotalamuszból→nemi fejlődés hiánya+szaglás hiánya • →a VNO rendszer egy kronologikus maradvány, mely az egyedfejlődés során tölti be funkcióját, de később eltűnik vagy csökevényesedik

Humán feromon „jelöltek” • hónaljban levő szagmirigyek váladéktermelése- androstenone és androstenol • Vagina- copulin termelés- menstruációs ciklussal változó szag • Anyatej, vizelet, nyál (?) • Ma már tudnak szintetikus humán feromonokat létrehozni- kutatásokban ezeket használják

Humán feromon-típusok Primerek (erre van a legtöbb bizonyíték) • Ovuláló nők tesztoszteron szint emelkedést okoznak férfiakban • Kollégista nők menstruációs ciklusa összehangolódik (McClintock, 1971) (-Lee-Boot hatás?) • (akkor is, ha csak izzadságot csepegtettek a szájukra heti 3xPreti et al, 1986) • Férfi hónaljváladék csepegtetése nők szájára→ menstruációs ciklus szabályozó hatás (Whitten hatás) • Nevelőapás családban hamarabb lépnek pubertásba a lányok, mint apa nélküli családban (minél hamarabb érkezik a férfi a családba, annál korábban)- Vanderburgh hatás

Humán feromon-típusok Szignál feromonok • rokonság, nem, szexuális orientáció, genetikai azonosság (MHC) felismerése • anyák felismerik szagról a csecsemőjüket, apák nem • MHC- szag kapcsolat- embereknél is befolyásolja a párválasztást (Jacob et al., 2002): – nők a különböző MHC-jű férfiak pólójának szagát tartották kellemesebbnek – fogamzásgátlót szedő nőknél fordított hatás- (terhesség hatásait imitálja- ilyenkor a rokonok segítenek)

• hónalj váladék pólón → felismerik a saját, a házastárs és a közeli rokon szagát (Schleidt, 1980; Porter and Moore, 1981)

Humán feromon-típusok Modulátorok: • Az érzelmekkel változik a test szaga (Chen and HavilandJones, 1999, 2000; Ackerl et al., 2002).- pl. félelem • K.sz.-ek felismerték, h milyen érzelmet élt át a szag gazdája • vajon a jelvevők hangulatát is megváltoztatja, úgy h illeszkedjen? • Preti et al. (2003)- nők nyugodtabbak lettek, ha ffi izzadságot szagoltak • Jacob&McClintock (2000): szteroidok növelték a pozitív hangulatot nőknél, de csökkentették férfiaknál • és fokuszáltabbakká válnak (Wyart et al., 2007) • → ezeken keresztül növelheti a szexuális izgalmat (Bensafi et al., 2004)

Hunán feromon- típusok Releaserek: • média+ laikusok+ üzlet ↔legkevésbé bizonyított, főleg felnőttek esetében • Szex-feromonok? • csecsemők az anyamell szagának irányába másznak (Varendi and Porter, 2001)

Humán releaser feromonok? • Laboratóriumi kísérletek- szex-feromonok – Androsztenolt szagló k.sz.e-k „melegebbnek” és „barátságosabbnak” ítélték a férfiakat és nőket ábrázoló fotókat – Az adrosztenone-t szaglóknak magasabb lett a bőrellenállásuk, mint a kontroll csoportnak – De: egy másik kísérletben az adrosztenolnak nem volt hatása nők szexuális izgalmára egy szex. tartalmú szöveg olvasásakor+ más ellentmondó eredmények

Humán releaser feromonok? – Menstruációs ciklus befolyásolja a szagérzékenységet, és hogy mennyire hat ránk az adrosztenon/ adrosztenol – Fogamzásgátlók hatása szaglásra+nemi hormonokra → feromon-detekciót ronthatja – Szimmetrikus arcú férfiak pólójának szagát kellemesebbnek és vonzóbbnak ítélik a fogamzásgátlót nem szedő, és termékeny periódusban levő nők →Genetikai minőség jelzője

Humán releaser feromonok? • Való életbeli kutatások – Házas nők mellkasára kopulin→ nem volt több szexuális együttlét – ↔adrosztenollal bekent nyakláncot hordó nők több interakcióba kerültek az ellenkező nemmel – Cutler et al: férfiak lejegyezték biz. szexuális viselkedések gyakoriágát 2 hétig, majd aftershave-be férfi feromon/kontroll anyag, 6 hétig → a feromonos csoportban több volt a szexuális együttlétek gyakorisága – McCoy & Pitino: ugyanez nőkkel (parfümbe; randiból is több volt)

Problémák • Önbevallás- szubjektivitás, torzítás • Nem kontrollálták, hogy pl. Ugyanannyira vonzó nők vegyenek részt a két csoportban, vagy ugyanúgy egyedül állók/házasok • Alap időszak és kísérleti időszak összehasonlítása problémás, stb • +nem biztos, hogy attraktánsok, lehet, hogy csak önbizalomnövelő, hangulat-javító, stb. • Nem specifikus válasz- talán inkább modulátorok?

Google Scholar a barátod!

Kémiai kommunikáció. A kommunikáció evolúciója kurzus Konok Veronika

Recommend Documents