Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự thích nghi của mầm bệnh với nhiệt độ trong điều kiện tử vong phụ thuộc vào mật độ ký chủ và biến đổi khí hậu
Tóm tắt
Nghiên cứu hiện tại khám phá khả năng thích nghi với nhiệt độ ở các mầm bệnh và cố gắng tìm ra mối quan hệ giữa sự ấm lên của khí hậu và các căn bệnh. Phân tích tiến hóa kiểu hình của một hệ thống đa mầm bệnh với truyền nhiễm và độc lực phụ thuộc vào nhiệt độ dẫn đến khả năng tồn tại hai trạng thái ổn định của mầm bệnh theo thang nhiệt độ. Tình trạng hai ổn định cho phép hình thành các chủng mầm bệnh chuyên biệt với nhiệt độ cao và thấp trong quần thể ký chủ. Người ta quan sát rằng tình trạng hai ổn định có thể đạt được trong một hệ thống ký chủ-mầm bệnh khi sự sống còn của ký chủ và mầm bệnh có thể xảy ra trên một phạm vi nhiệt độ đủ rộng. Mặt khác, nếu sự sống còn của ký chủ hoặc mầm bệnh bị giới hạn do nhiệt độ, ký chủ chỉ có thể bị ảnh hưởng bởi một trong hai chuyên gia. Đối với mô hình được đề xuất với tỷ lệ tử vong của ký chủ phụ thuộc vào mật độ, chúng tôi đã quan sát thấy sự hiện diện hai hình thái của mầm bệnh chỉ trong phạm vi nhiệt độ ấm vừa phải. Một đồ thị chuỗi thời gian đa biến cấp độ nâng cao của dịch sốt rét ở Manipur (Ấn Độ) xác nhận hành vi hai ổn định của nhiễm trùng sốt rét theo thang nhiệt độ. Tại đây, chúng tôi trình bày một điều tra mới về khả năng thích nghi với nhiệt độ và các bệnh tật. Chúng tôi đã cố gắng kiểm nghiệm tính hợp lệ của lý thuyết về sự mở rộng và chuyển đổi phạm vi liên quan đến khí hậu và bệnh tật.
Từ khóa
#thích nghi nhiệt độ #mầm bệnh #biến đổi khí hậu #truyền nhiễm #độc lực #sinh học quần thể #bệnh sốt rétTài liệu tham khảo
Altizer S, Ostfeld RS, Johnson PTJ, Kutz S, Harvell CD (2013) Climate change and infectious diseases: from evidence to a predictive framework. Science 341(6145):514–519
Anderson RM, May RM (1991) Infectious diseases of humans: dynamics and control, vol 28. Oxford University Press, Oxford
Andreasen V, Pugliese A (1995) Pathogen coexistence induced by density dependent host mortality. J Theor Biol 177:159–165
Angilletta MJ (2009) Thermal adaptation: a theoretical and empirical synthesis. Oxford University Press, Oxford
Beck K (1984) Coevolution: mathematical analysis of host-parasite interactions. J Math Biol 19(1):63–77
Berglund J, Eitrem R, Ornstein K, Lindberg A, Ringner A, Elmrud H (1995) An epidemiologic study of Lyme disease in southern sweden. N Engl J Med 333(20):1319–1324
Bjöersdorff A, Brouqui P, Eliasson I, Massung RF, Wittesjö B, Berglund J (1999) Serological evidence of Ehrlichia infection in Swedish Lyme borreliosis patients. Scand J Infect Dis 31(1):51–55
Bødker R, Akida J, Shayo D, Kisinza W, Msangeni HA, Pedersen EM (2003) Relationship between altitude and intensity of malaria transmission in the Usambara Mountains, Tanzania. J Med Entomol 40(5):706–717
Bouma MJ, van der Kaay HJ (1995) Epidemic malaria in India’s Thar Desert. Lancet 346(8984):1232–1233
Bouma MJ, van der Kaay HJ (1996) The el niño southern oscillation and the historic malaria epidemics on the Indian subcontinent and Sri Lanka: an early warning system for future epidemics? Trop Med Int Health 1(1):86–96
Bradshaw WE, Holzapfel CM (2001) Genetic shift in photoperiodic response correlated with global warming. Proc Natl Acad Sci 98(25):14509–14511
Burdon J, Elmqvist T (1996) Selective sieves in the epidemiology of Melampsora lini. Plant Pathol 45(5):933–943
Cróquer A, Weil E (2009) Spatial variability in distribution and prevalence of caribbean scleractinian coral and octocoral diseases–II genera-level analysis. Dis Aquat Organ 83(3):209
Dieckmann U (2002) Adaptive dynamics of pathogen-host interactions. In: Dieckmann U, Metz JAJ, Sabelis MW, Sigmund K (eds) Adaptive dynamics of infectious diseases: in pursuit of virulence management, chapter 4. Cambridge University Press, Cambridge, pp 39–59
Dobson A (2009) Climate variability, global change, immunity, and the dynamics of infectious diseases. Ecology 90(4):920–927
Dobson A, Kutz S, Pascual M, Winfree R (2003) Pathogens and parasites in a changing climate. In: Hannah LJ, Thomas EL (eds) Climate change and biodiversity: synergistic impacts, vol 4, chapter 4. Center for Applied Biodiversity Science at Conservation International, pp 33–38
Elliot SL, Blanford S, Thomas MB (2002) Host-pathogen interactions in a varying environment: temperature, behavioural fever and fitness. Proc R Soc Lond Ser B 269(1500):1599–1607
Epstein P (2000) Is global warming harmful to health? Sci Am 283(2):50–57
Geritz SAH, van der Meijden E, Metz JAJ (1999) Evolutionary dynamics of seed size and seedling competitive ability. Theor Popul Biol 55(3):324–343
Gilchrist GW (1995) Specialist and generalists in changing environments. I. Fitness landscape of thermal sensitivity. Am Nat 146:252–270
Harvell CD, Mitchell CE, Ward JR, Altizer S, Dobson AP, Ostfeld RS et al (2002) Climate warming and disease risks for terrestrial and marine biota. Science 296(5576):2158–2162
Harvell D, Altizer S, Cattadori IM, Harrington L, Weil E (2009) Climate change and wildlife diseases: when does the host matter the most? Ecology 90(4):912–920
Huey RB, Hertz PE (1984) Is a jack of all temperatures a master of none? Evolution 38:441–444
Johnson DW, Boucias DB, Barfield CS, Allen GE (1982) A temperature-dependent developmental model for a nucleopolyhedrosis virus of the velvetbean caterpillar, Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae). J Invertebr Pathol 40(2):292–298
Lafferty KD (2009) The ecology of climate change and infectious diseases. Ecology 90(4):888–900
Lindgren E, Gustafson R (2001) Tick-borne encephalitis in Sweden and climate change. Lancet 358(9275):16–18
Lindsay LR, Barker IK, Surgeoner GA, McEwen SA, Gillespie TJ, Robinson JT (1995) Survival and development of Ixodes scapularis (Acari: Ixodidae) under various climatic conditions in Ontario, Canada. J Med Entomol 32(2):143–152
McMichael A, Bouma M (2000) Global change, invasive species and human health. In: Mooney H, Hobbs RJ (eds) The impact of global change on invasive species, chapter 9. Island Press, pp 191–210
Metz JAJ, Nisbet RM, Geritz SAH (1992) How should we define fitness for general ecological scenarios? Trends Ecol Evol 7(6):198–202
Molnár PK, Kutz SJ, Hoar BM, Dobson AP (2013) Metabolic approaches to understanding climate change impacts on seasonal host-macroparasite dynamics. Ecol Lett 16(1):9–21
Morand S, Owers KA, Waret-Szkuta A, McIntyre KM, Baylis M (2013) Climate variability and outbreaks of infectious diseases in Europe. Sci Rep 3:1774
Mullens BA, Rodriguez JL, Meyer JA (1987) An epizootiological study of Entomophthora muscae in muscoid fly populations on southern California poultry facilities, with emphasis on Musca domestica. Hilgardia 55:1–41
Pascual M, Bouma MJ (2009) Do rising temperatures matter? Ecology 90(4):906–912
Peng R (2008) A method of visualizing multivariate time series data. J Stat Softw. https://doi.org/10.18637/jss.v025.c01
Pugliese A (2002) On the evolutionary coexistence of parasite strains. Math Biosci 177178:355–375
Randolph SE (2009) Perspectives on climate change impacts on infectious diseases. Ecology 90(4):927–931
Svennungsen TO, Kisdi É (2009) Evolutionary branching of virulence in a single-infection model. J Theor Biol 257(3):408–418
Thomas MB, Blanford S (2003) Thermal biology in insect-parasite interactions. Trends Ecol Evol 18(7):344–350
Waikhom P, Jain R, Tegar S (2016) Sensitivity and stability analysis of a delayed stochastic epidemic model with temperature gradients. Model Earth Syst Environ 2(1):49
