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缩短寿命:疟疾感染的遗留问题

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长期低水平的疟疾感染已经被证明通过缩短大芦苇莺和其后代的寿命来影响它们的达尔文适应度,这是由于染色体端粒的缩短。

一项对瑞典野生大苇莺种群轻度慢性疟疾感染的长期研究表明,这种感染最终会影响鸟类的健康成本。长期生活史数据显示,受感染的父母生育的后代较少,因为他们的寿命缩短,而这一寿命缩短与缩短覆盖染色体并保护他们免受压力的端粒有关。

疟疾在鸟类中广泛传播,现已发现200多种禽疟原虫。在大苇莺中发现的三种最常见的物种是残余疟原虫、核浓缩血蛋白和阿什福德疟原虫,后者是三种中毒性最强的。

大芦苇莺在欧洲和西亚繁殖,迁徙到热带非洲越冬,大多数鸟类在非洲的第一个冬天受到感染,或者从未受到感染。急性感染期的幸存者终生保持低水平的慢性感染。1987年以来,在瑞典中南部的科维斯马恩湖对这些鸟类的种群进行了研究。

穆罕默德阿斯加尔及其同事报告的工作历时25年。对鸟类进行终生跟踪,其寿命可达9年,雄性平均寿命为2.8年,雌性平均寿命为2.9年;92%的越冬繁殖者重返繁殖。

研究人群中未感染禽和无症状感染禽的数量大致相等。男性歌曲率(测量超过15分钟)和女性雏鸟喂养率每小时作为代理,以确定短期成本的慢性疟疾感染。未感染和感染的鸟类之间没有差异。此外,每年的繁殖成功率和到下一年的存活率不受疟疾感染的影响,这表明,最初,这些低水平的感染对鸟类来说影响不大

然而,研究人员通过跟踪每一只鸟的一生,能够证明感染疟疾的鸟的寿命显著缩短,寿命缩短,繁殖成功率降低,因为受感染的父母寿命没有那么长。平均而言,受感染的鸟只产4只雏鸟,而未受感染的鸟只产8.6只雏鸟。这项工作清楚地表明,这些无症状的寄生虫感染远不是良性的。

对这样一个野生种群的长期研究是不常见的,特别是在监测感染成本的情况下;团队的奉献精神和毅力值得称赞。然而,研究人员并没有就此止步;他们寻找线索来解释导致寿命缩短的潜在生理过程。

衰老过程与端粒缩短有关。

这些核苷酸序列可以覆盖染色单体的末端,保护染色体不被破坏。染色体在细胞分裂过程中或在暴露于氧化应激过程中会缩短,如果细胞变得太短,细胞就会死亡。这种损害的累积会导致衰老。大苇莺的端粒长度随着年龄的增长而减少,这一点已经得到证实。在野生鸟类中,端粒的缩短每年都要进行监测。受感染的鸟类端粒缩短随年龄增长而迅速减少,似乎与感染程度有关。

利用大苇莺感染疟原虫P.ashfordi的实验装置,在感染急性期每5天和慢性感染期每10天测定感染和未感染禽血细胞的端粒长度。这证实了在感染的急性期,端粒长度的丢失与疟疾的强度显著相关。

最后,母亲而不是父亲的疟疾感染影响了他们后代的端粒长度。随着未受感染的雌性大苇莺年龄的增长,它们的后代的端粒相继变长,而随着受感染的母亲年龄的增长,它们的雏鸟的端粒越来越短。疟原虫的存在不仅会导致繁殖成功的丧失,而且所产雏鸟的质量也很差。感染的代价转嫁给后代。

这些巨大的芦苇莺种群为探索长期无症状疟疾感染的隐秘成本以及衰老过程的某些方面提供了极好的研究材料。这些禽疟感染的费用是否也由长期几乎无法检测到寄生虫的人类承担,还有待观察。

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