疟疾寄生虫是适应大师。为了完成其生命周期，寄生虫必须从蚊子传播到人类，然后再传播回蚊子。经过数百万年的进化，它已经完美地适应了这两个宿主。尽管我们对疟疾周期的了解已有100多年的历史，但许多问题仍未得到解答。
其中一个问题涉及疟疾寄生虫在蚊子体内发育所需的持续时间。目前估计疟疾寄生虫平均12天后即可传播。然而，蚊子在自然界中预计平均存活两周。
因此，它们的发育所需的12天似乎有悖常理：人们会期望寄生虫尽快传播给人类，因为寄生虫在蚊子体内度过的每一天都会增加蚊子在寄生虫传播之前死亡的机会咬一口。那么，有什么优势可以证明不被传播的风险是合理的呢?
进化妥协
柏林马克斯·普朗克感染生物学研究所Levashina实验室的研究人员现已发现了这一优势，并为更好地了解蚊子体内的寄生虫进化奠定了基础。他们表明，如果寄生虫在传播给人类之前在蚊子中停留更长时间，就会受益于蚊子丰富的营养供应，最终导致更成功的传播。因此，寄生虫传播给人类的时间是“适应感染”和“准时离开”之间的进化权衡。
这些结果是根据实验室实验的结果，通过数学模型获得的。该研究的第一作者保拉·卡里洛-布斯塔曼特(PaolaCarrillo-Bustamante)解释说：“在实验室中追踪疟原虫的进化几乎是不可能的。”“为了研究进化压力，需要跟踪数百个传播周期：蚊子-哺乳动物-蚊子。这对于人类疟疾寄生虫来说是不可能的。”
数学模型以数学公式捕捉真实过程，使研究人员能够做出预测并分析和理解这些过程在不同条件下的行为。已经有疟疾传播模型基本上描述了蚊子的生活。然而，它们通常只包括幼虫发育、叮咬行为、繁殖和蚊子年龄的变量。这些模型预测了疟原虫将在较短的发育期中进化的直观预期，如上所述，现实情况并非如此。
优化模型
模型与现实不完全对应的事实本身并不是问题，因为它们始终只是现实的近似值。但是，如果模型不能正确表示关键机制，则需要对其进行补充。研究人员的任务是找到缺失的变量，使传播模型能够正确描述寄生虫的发育时间。先前对蚊子新陈代谢的研究为缺失的变量提供了线索。
为了发育卵，雌性蚊子需要哺乳动物血液中的营养，这就是它们叮咬人类的原因。在吸血过程中，疟疾寄生虫进入蚊子肠道，并利用相同的营养物质促进自身发育。然而，蚊子一生中往往会叮咬不止一次。
卡里洛-布斯塔曼特说：“我们的模型预测，每次吸血后，寄生虫都会变得更强，因此多次叮咬会让寄生虫受益。”“有了这些重要信息，我们修改了传播模型。多次叮咬需要时间——这可能是寄生虫在蚊子体内等待很长时间才能从尽可能多的血液中受益的原因。”
不仅仅是注射器
添加新变量“新陈代谢”后，研究人员随后利用更新后的传播模型进行了进化实验。他们让虚拟寄生虫有机会随机改变它们在蚊子体内的发育时间，即发生突变。然后，他们让模型运行5,000天，这足以让自然选择找到最佳的发育时间。
无论起始点是短发育时间还是长发育时间的寄生虫，发育时间为12天的寄生虫总是会在群体中被选择。这种进化最优也可以在现实中观察到。对于Carrillo-Bustamante，结果表明现有模型需要补充。“以前的模型经常将蚊子视为将疟疾寄生虫传播给人类的注射器。我们的研究表明，在传播模型中必须考虑蚊子与寄生虫的相互作用。”
疟疾仍然是一个不断变化的目标。我们需要全面了解这种疾病，以制定有效的对策，因为每年仍有2.5亿人感染疟疾。准确的疾病传播模型是了解疾病和正确预测未来流行病的重要一步。这在环境条件不断变化的时代尤为重要，因为气候变化将疟疾带到了世界新地区。
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