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大部份物種幼體比成年期易患病 因有「發育為先、免疫次之」演化機制

2018/6/20 — 18:13

圖片來源:pexels.com

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即使曾受同樣病原體感染,包括人類的大部份物種的年幼體都比成年個體更易患病。就演化角度而言,這種情況令人費解。因為幼體因感染死亡或不孕,將無法把體內基因傳承下去,最終影響物種整體的健康。不過,英國巴斯大學的研究則顯示,很多物種都演化出「發育為先、免疫次之」的生長策略。研究已於《英國皇家學會報告 B》刊載

人類,與其他有椎脊動物一樣,均擁有先天與後天適應性免疫系統,而後天免疫力需要曾感染過病原體才可獲得。不過,即使曾曝露於同一病原體,幼年生物個體依然比成年個體更易受感染。現時已有越來越多科學研究指,人類、其他動植物也有類似情況,顯示這其實是生物界一個廣泛存在的機制。

要準確知道不同物種的免疫力,如何隨年紀改變是相當複雜。英國巴斯大學數學科學系研究員 Ben Ashby 的團隊,則使用數學模型,預測多種物種在何時及如何演化作較易受病原體感染,當中團隊更限制年幼個體可使用的資源,了解牠們在體型發育與免疫力發展兩者之間如何選擇。

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團隊發現,哪個物種在年幼階段更易受感染程度,視乎其生命週期長短,以及病原體特性。整體而言,大部份物種都會在有限資源下,暫時將資源用於發育上,令生物增加感染風險。不過這種做法,會令其更快變得成熟,體型亦會較大,幫助牠們在成年時更有優勢。

而免疫力最低的並非最短或最長命的物種。因為病原體難於在短命的生物之間快速傳播,所以短命物種在發育期間放棄全力發展免疫力;長命的生物則相對有較短的幼長期,增加此時的受感染風險,快速發育變得成熟也是較好的生長策略。

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團隊將會於植物上再測試說法,並集中於植物幼苗抗性這一特點上。 Ashby 指,很多重要的農作物都被人工選擇有某些抗性,這些生理上可行的特徵,卻未能在大自然中自行演化出來,可見植物同樣需要在野外作出生長與發展免疫力的選擇。

來源:
University of Bath, Can evolution explain why the young are often more susceptible than adults to infection?, 20 June 2018

報告:
Ashby, B. & Bruns, E. (2018). The evolution of juvenile susceptibility to infectious disease. Proceedings of the Royal Society B published online 20 June 2018. doi: 10.1098/rspb.2018.0844

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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