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? A kémiai kommunikáció (feromonok) fajtái A kémiai kommunikáció érzékszervei Emlősök kémiai kommunikációja Emberi feromonok
Mi a kémiai kommunikáció?
Egyeden belüli Kémiai kommunikáció szintjei Egyedek közötti
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 Auditív Kémiai Taktilis Lokalizálhatóság Távolság Átadás sebessége Eltűnés sebessége Szükséges környezet
Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális Auditív Kémiai Taktilis Lokalizálhatóság Jó Jó Rossz Jó Távolság Átadás sebessége Eltűnés sebessége Szükséges környezet
Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális Auditív Kémiai Taktilis Lokalizálhatóság Jó Jó Rossz Jó Távolság Átadás sebessége Eltűnés sebessége Nagy/ közepes Nagy Nagyon nagy Kicsi Nem mindig, pl. Hangyák, Alleghenyszalamandra Szükséges környezet
Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális Auditív Kémiai Taktilis Lokalizálhatóság Jó Jó Rossz Jó Távolság Nagy/ közepes Nagy Nagyon nagy Kicsi Átadás sebessége Eltűnés sebessége Szükséges környezet
Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális 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
Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális Auditív Kémiai Taktilis Lokalizálhatóság Jó Jó Rossz Jó Távolság Nagy/ közepes Nagy Nagyon nagy Kicsi Átadás sebessége Eltűnés sebessége Gyors Gyors Lassú Gyors hasznos lehet pl. territoriális Gyors Gyors Lassú jelölésnél Gyors Szükséges környezet
Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális Auditív Kémiai Taktilis Lokalizálhatóság Jó Jó Rossz Jó Távolság Nagy/ közepes Nagy Nagyon nagy Kicsi Átadás sebessége Eltűnés sebessége Gyors Gyors Lassú Gyors Gyors Gyors Lassú Gyors Szükséges környezet -jó láthatósági viszonyok -ø láthatóság -ø láthatóság -ø láthatóság
Kommunikációs csatornák összehasonlítása Vizuális Auditív Kémiai Taktilis Lokalizálhatóság Jó Jó Rossz Jó Távolság Nagy/ közepes Nagy Nagyon nagy Kicsi Átadás sebessége Eltűnés sebessége Gyors Gyors Lassú Gyors Gyors Gyors Lassú Gyors Szükséges környezet -jó láthatósági viszonyok -ø láthatóság -ø láthatóság -ø láthatóság Sötétben, föld alatt, vagy sűrű vegetációban is használható
Vázlat Mi a kémiai kommunikáció? A kémiai kommunikáció (feromonok) fajtái A kémiai kommunikáció érzékszervei Emlősök kémiai kommunikációja Emberi feromonok
Egyeden belüli Kémiai kommunikáció szintjei Egyedek közötti Szemiokemikáliák: állati kommunikácóban szerepet játszó kémiai anyagok
Szemiokemikáliák típusai Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5
Szemiokemikáliák típusai Vevőnek jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5
Szemiokemikáliák típusai Vevőnek jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5
Szemiokemikáliák típusai Vevőnek jó Adónak jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5
Szemiokemikáliák típusai Vevőnek jó Adónak jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5
Szemiokemikáliák típusai Vevőnek jó Adónak jó Mindkettőnek jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5
Szemiokemikáliák típusai Vevőnek jó Adónak jó Kép forrása: Élet és Tudomány, 2012/5
Szemiokemikáliák típusai 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
A feromonok fajtái Feromonok Primerek Releaserek Szignálok Modulátorok
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
A feromonok fajtái Feromonok Primerek Releaserek Szignálok Modulátorok
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)
A feromonok fajtái Feromonok Primerek Releaserek Szignálok Modulátorok
Feromonok fajtái Modulátorok: A jelvevő neuropszichológiai állapotára, (hangulat, érzelem) hatnak Állatoknál nehezebb vizsgálni, embernél könnyebb Sokszor átfednek a primerekkel
A feromonok fajtái Feromonok Primerek Releaserek Szignálok Modulátorok
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 nagyobb molekulák befolyásolja a funkció specificitás (pl. szexferomonoknál hasznos) kevésbé illékonyak- teritórium jelölésre hordozóanyagok növelik az élettartamát kisebb molekulák: illékonyabb- vészjelek koncentráció a jeladó körül nagyobblokalizálhatóság
A feromonok fajtái Feromonok Primerek Releaserek Szignálok Modulátorok
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 Mi a kémiai kommunikáció? A kémiai kommunikáció (feromonok) fajtái A kémiai kommunikáció érzékszervei Emlősök kémiai kommunikációja Emberi feromonok
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 Mi a kémiai kommunikáció? A kémiai kommunikáció (feromonok) fajtái A kémiai kommunikáció érzékszervei Emlősök kémiai kommunikációja Emberi feromonok
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 Mi a kémiai kommunikáció? A kémiai kommunikáció (feromonok) fajtái A kémiai kommunikáció érzékszervei Emlősök kémiai kommunikációja Emberi feromonok
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 3x- Preti 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 Haviland- Jones, 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!