幼龄期抗病代价更高:野生植物维持幼体易感性的进化解释
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时间:2025年04月07日
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4
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为解析幼体高易感性维持机制,研究人员通过45个白麦瓶草(Silene latifolia)家系对真菌病原体(Microbotryum lychnidis-dioicae)的年龄特异性抗性实验,结合2年田间适应性追踪,首次证实幼龄期抗病成本显著高于成体。该发现为传染病跨物种传播中幼体流行病学重要性提供了进化解释,成果发表于生态病理学前沿。
在传染病流行中,幼体总是扮演着"超级传播者"的角色——无论是人类、野生动物还是植物王国,幼年个体普遍表现出比成熟个体更高的易感性。这种有趣现象背后隐藏着怎样的进化秘密?一项针对野生植物白麦瓶草(Silene latifolia)与其专性真菌病原体(Microbotryum lychnidis-dioicae)的深入研究揭开了谜底。科研团队设计了精巧的对照实验:先对45个遗传家系进行四个年龄阶段的人工接种,量化其先天抗性差异;随后通过两年田间普通花园实验追踪这些家系的生存适合度(fitness)和繁殖力(fecundity)。数据揭示了一个关键规律:抗病代价呈现明显的年龄梯度——幼龄期抗性会显著降低宿主适合度,而成体期抗性几乎不产生适应性成本。通过构建年龄结构区室模型(age-structured compartmental model)进一步证实,这种幼龄期特有的高抗性成本足以阻止自然选择提升幼体抗性水平,从而在进化尺度上维持了幼体的"易感特质"。该研究首次在自然系统中实证了抗病成本的年龄异质性,为理解传染病跨代传播的进化机制提供了全新视角。就像植物界的"成长烦恼",幼嫩个体在抵抗病原体时需要付出更大的生存代价,这种进化权衡最终塑造了我们观察到的流行病学格局。
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