Tartuntatauteja esiintyy eliölajien keskuudessa monenlaisia. Taudinaiheuttajissa tapahtuu aina toisinaan mutaatioita, jolloin tautipopulaation ominaisuudet muuttuvat ajan kuluessa. Tätä taudinaiheuttajien evolutiivista muuntelua tarkastellaan tässä tutkielmassa adaptiivisen dynamiikan keinoin. Tutkielmassa käsitellään sitä, miten evolutiivista muuntelua tutkitaan, mitä oletuksia pitää ottaa huomioon sekä millä työkaluilla kyseistä ilmiötä on mahdollista tutkia.
Aluksi käydään läpi adaptiivisen dynamiikan perusperiaatteita sekä tässä tutkielmassa käytettyjä oletuksia ja tarvittavaa terminologiaa. Adaptiivinen dynamiikka on luonnonvalintaan pohjautuvaa evoluution tutkimista matemaattisin keinoin. Tärkeitä termejä, jotka tutkielmassa esiintyvät ovat muun muassa lisääntymisluku (R0), invaasiokelpoisuus (sr(m)) sekä evolutiivisesti vakaa piste (ESS). Evolutiivisen muuntelun tarkastelussa oleellinen apuväline on invaasiokuvio (PIP), joka on invaasiokelpoisuuden merkkikaavio. Tutkielmassa tarkastellaan erityisesti populaation evolutiivista käyttäytymistä singulaarisessa strategiassa r .
Lisäksi perehdytään erilaisiin tartuntatautimalleihin, niiden oletuksiin, valintaan ja muotoiluun. Tässä tutkielmassa esimerkkien avulla esillä ovat SIS- ja SIR-mallit. Näissä malleissa populaatio jaetaan altiiden (S), sairastuneiden (I) ja poistettujen (R) luokkiin. Lisäksi määritellään tarvittavat parametrit taustakuolleisuudelle, tautiin liittyvälle kuolleisuudelle sekä tarttumis-, toipumis- ja lisääntymisintensiteetille.
Lopuksi pohditaan vielä hieman evolutiivisen itsemurhan käsitettä. Tutkielmassa määritellään tietyt oletukset eräälle SIR-mallille, jolloin taudin on mahdollista muuntua siten, että se lopulta tappaa itsensä sukupuuttoon. Lisäksi mietitään kuinka realistisia nämä oletukset ovat eli olisiko tapahtuma mahdollinen oikeassakin elämässä.
Tutkielmassa käydään läpi tarvittavaa pohjatietoa ja hyödyllisiä matemaattisia välineitä taudinaiheuttajassa tapahtuvan evolutiivisen muuntelun tutkimiselle. Lisäksi opitaan ymmärtämään oleelliset asiat mallinnuksen taustalla ja mallin valintaan vaikuttavat tekijät. Huomataan myös, että jo pienet muutokset alkuoletuksissa voivat vaikuttaa hyvinkin dramaattisesti lopputulokseen, joten oletuksien valinta ja muotoilu on erittäin tärkeää.
