许多病原体,包括疟原虫,都会产生专门的生命阶段,用于在宿主体内繁殖和向外传播。能够加快繁殖速度的特性(包括对传播阶段的有限投入)应该会使宿主健康面临更大的风险(在其他条件相同的情况下)。然而,尚不清楚为什么寄生虫没有进化出更快的繁殖速度,因为疟原虫似乎并不遵循传统预测会限制寄生虫进化的传播速度和持续时间之间的权衡。为了解决这个难题,我们引入了一个感染年龄结构的宿主内数学模型,该模型结合了动态免疫清除,以研究潜在的权衡并了解寄生虫如何优化其传播投资。当投资在所有感染年龄中保持不变时,增加传播投资会减少感染持续时间和寄生虫适应度,最佳投资发生在相对较低的值(约 5%),远低于从缺乏寄生虫投资和免疫清除之间动态反馈的模型中恢复的最佳值。对于年龄变化策略,我们的模型表明,疟原虫可以通过延迟传播投资来提高其适应性,从而最初在宿主内更快地繁殖。我们的结果表明,适应性免疫可以施加生存-繁殖权衡,这解释了为什么疟原虫无法在宿主内更快地进化。我们的理论框架为理解传播投资策略如何改变疟疾感染生命周期内的传染时间提供了基础,这对寄生虫响应控制努力的进化具有影响。
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