У многих видов, включая человека, молодняк часто более восприимчив к инфекции, чем взрослые, даже с учетом предшествующего контакта с инфекцией. С эволюционной точки зрения это может показаться загадочным, поскольку смерть молодых или бесплодие из-за инфекции означает, что организмы не смогут воспроизводиться. Тем не менее, новое исследование Университета Бата предполагает, что многие виды, возможно, эволюционировали, чтобы в процессе взросления отдавать предпочтение росту, а не иммунитету.
Понять, как именно иммунитет меняется с возрастом у разных видов, сложно. Люди, как и другие позвоночные, обладают как врожденным, так и адаптивным иммунным ответом, но адаптивный компонент эффективен только против инфекций, возникающих после контакта. Поскольку молодые люди с меньшей вероятностью ранее подвергались многим инфекциям, ожидается, что они будут более восприимчивы. Тем не менее, даже с учетом предшествующего воздействия, появляется все больше свидетельств того, что дети по своей природе более восприимчивы к определенным инфекциям, чем взрослые. Точно так же было обнаружено, что многие виды животных и растений, у которых отсутствует адаптивная иммунная система, более восприимчивы на ювенильных стадиях, что позволяет предположить, что это явление широко распространено в природе.
В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the Royal Society B, ученые из Университета Бата и Университета Вирджинии используют теоретические модели, чтобы предсказать, как и когда несовершеннолетние становятся более восприимчивыми к инфекции, чем взрослые. Важно отметить, что исследователи изучают, что произойдет, если подросткам придется выбирать между использованием своих ограниченных ресурсов для роста или предотвращения заражения.
Доктор Бен Эшби, ведущий автор статьи и научный сотрудник, финансируемый Советом по исследованию окружающей среды (NERC) в Департаменте математических наук Бата, объясняет: «Временно отвлекая ресурсы от иммунитета во время развития, организмы подвергаются большему риску заражения в молодом возрасте, но могут расти быстрее и крупнее, что дает им преимущество во взрослом возрасте».
Модели показывают, что степень, в которой молодые особи становятся более восприимчивыми, чем взрослые, зависит как от жизненного цикла хозяина, так и от характеристик болезни.
Об использовании математических моделей д-р Эшби сказал: «Изучение простых математических моделей позволяет нам делать общие прогнозы о том, как восприимчивость несовершеннолетних может развиваться в природе, говоря нам о том, как такие факторы, как продолжительность жизни и продолжительность ювенильный период влияет на компромисс между ростом и иммунитетом, с которым могут столкнуться организмы."
Действительно, модели предсказывают, что ювенильная восприимчивость обычно должна быть самой низкой, когда продолжительность жизни организмов не слишком коротка и не слишком длинна. Если продолжительность жизни хозяина слишком коротка, то заболеванию будет трудно распространяться, и поэтому хозяева могут быть более восприимчивы во время развития. Если у хозяев большая продолжительность жизни с относительно короткими ювенильными стадиями, то риск повышенной восприимчивости в процессе развития возникает только в течение короткого времени, и поэтому ювенильная восприимчивость снова предпочтительна..
В будущем команда надеется проверить свои прогнозы, изучая устойчивость растений к рассаде. Доктор Эшби добавил: «Многие важные сельскохозяйственные культуры были искусственно отобраны по устойчивости к рассаде, поэтому мы знаем, что это возможно физиологически, но часто не развивается в природе. Вполне вероятно, что это связано с тем, что растениям, как и другим растениям-хозяевам, приходится балансировать ресурсы. во время развития между ростом и иммунитетом."