Parazitai sumažina, kiek jų laukiniai šeimininkai suvalgo

Caribou migrate across the tundra in Alaska. Image credit: iStock

Elniai, karibai, bizonai ir kiti panašūs gyvūnai dažnai yra užkrėsti įvairiais vidiniais parazitais, įskaitant kirminus, vadinamus helmintais. Nors daugelis šių infekcijų nėra mirtinos, jos vis tiek gali turėti įtakos sveikatai ar gyvūnų elgesiui.

Pavyzdžiui, užsikrėtę gyvūnai gali valgyti mažiau žolės ar kitos augmenijos nei įprastai. Įdomiu posūkiu tai reiškia, kad pasaulis, kuriame yra daugiau subletalinių parazitinių infekcijų, yra ekologiškesnis pasaulis.

Naujas tyrimas, kuriam vadovavo Vašingtono universitetas Šv. Louis, įskaitant Mičigano universiteto bendraautorius, naudoja matematinį modelį ir pasaulinę metaanalizę, kad išryškintų kaskadines įprastų laukinių gyvūnų parazitinių infekcijų pasekmes sausumos ekosistemoms.

„Parazitai yra gerai žinomi dėl savo neigiamo poveikio atskirų šeimininkų ir šeimininkų populiacijų fiziologijai ir elgesiui, tačiau šis poveikis retai atsižvelgiama į platesnę ekosistemą, kurioje jie gyvena“, – sakė Vašingtono universiteto biologė ir pirmoji knygos autorė Amanda Koltz. tyrimas, paskelbtas internete gegužės 9 d. Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Šiame tyrime parodome, kad plintančios parazitinės infekcijos sumažina žolėdžių skaičių ir todėl gali sukelti trofines kaskadas, kurios paveikia augalų bendrijas“, – sakė Koltzas. „Šis darbas padeda užpildyti pripažintą žinių spragą apie parazitinių infekcijų ekologines pasekmes natūraliose ekosistemose.

UM biologė Aimée Classen yra naujojo tyrimo bendraautorė. Ji pateikė ekosistemos kontekstą darbo grupei ir modeliavimo pastangoms bei rinko duomenis atlikdama metaanalizę.

„Nors ekosistemų ekologai paprastai galvoja plataus masto, mūsų darbe pabrėžiama, kaip smulkmenos, kurios gali būti nematomos, pavyzdžiui, žolėdžių parazitai, gali formuoti didelio masto procesus, tokius kaip augalų biomasė kraštovaizdžiuose“, – sakė Ekologijos ir evoliucijos katedros profesorius Classenas. Biologija ir UM biologinės stoties direktorius. „Kadangi mūsų klimatas šyla ir ekosistemos tampa vis labiau įtemptos, šios nematomos sąveikos greičiausiai taps dar svarbesnės.

Tyrimą atliko tarpdisciplininė ir tarptautinė darbo grupė, kurią finansavo „Living Earth Collaborative“, Vašingtono universiteto, Misūrio botanikos sodo ir Sent Luiso zoologijos sodo partnerystė. Komandą sudaro biologai, laukinės gamtos veterinarai ir epidemiologai, ekosistemų ekologai, modeliuotojai ir infekcinių ligų specialistai.

Elniai, bizonai, žirafos, gazelės ir antilopės yra kanopiniai gyvūnai, žinomi kaip atrajotojai: jie yra vegetarai, kurių mitybos įpročiai turi išmatuojamą poveikį vietos ekosistemoms. Įsivaizduokite, kiek žalumos galėtų sunaudoti vienas besiganantis elnias neaptvertame sode.

Tačiau kiekvienas laukinis atrajotojas yra pasaulis, kuriame yra daugybė parazitų, kurie užima jo žarnyną ir audinius, kai jis vykdo savo įprastą žolės graužimo verslą.

Nors kiti naujausi tyrimai rodo, kad parazitai, kurie galiausiai nužudo savo šeimininkus, gali sukelti pakopinį poveikį ekosistemoms, panašiai kaip plėšrūnai, šiame tyrime taip pat buvo atsižvelgta į nemirtinų parazitinių infekcijų poveikį.

Tyrėjai naudojo matematinį modelį ir pasaulinę metaanalizę, kad patikrintų helmintų parazitų – bet kurios iš įprastų parazitinių kirminų grupės – potencialą sukelti trofines kaskadas dėl mirtino ir subletalinio poveikio atrajotojų šeimininkams.

„Mirtinų infekcijų, kurios smarkiai padidina šeimininkų mirtingumą, galimybė turėti ekosistemos lygio poveikį yra šiek tiek intuityvi, ypač kai nužudyti šeimininkai atlieka pagrindinį vaidmenį ekosistemoje. Pavyzdžiui, galvijų maras, virusas, kuris iki septintojo dešimtmečio Afrikoje į pietus nuo Sacharos nužudė milijonus atrajotojų, pakeitė medžių tankumą Serengečio ekosistemoje dėl savo poveikio gnu mirtingumui “, – sakė Jeilio universiteto ekologijos ir evoliucinės biologijos profesorė Vanessa Ezenwa. ., vyresnysis tyrimo autorius.

„Mūsų modelis rodo, kad subletalinės infekcijos, nors ir labiau paslaptingos, gali turėti vienodai svarbų poveikį ekosistemoms; o mūsų metaanalizė rodo, koks paplitęs gamtoje yra pomirtinis helmintų parazitų poveikis.

Emory universiteto Dave’o Civitello vadovaujamas modeliavimas pasinaudojo gerai dokumentuotais karibų ir šiaurės elnių bei jų parazitų pavyzdžiais. Karibai ir jų helmintai yra vienos geriausiai ištirtų laukinių atrajotojų ir parazitų sistemų dėl ekologinės, ekonominės ir kultūrinės karibų svarbos tundros ekosistemose ir dėl klimato kaitos kylančios ligų grėsmės sistemai.

„Šaltosios tundros ekosistemos, kuriose gyvena karibai, patiria stresą, kai klimatas šyla“, – sakė U-M’s Classenas. „Mūsų modeliai leido mums išbandyti, kaip parazitai, ypač nemirtini parazitai, keičia ekosistemos produktyvumą. Rezultatai pabrėžia, kad parazitai mažina žolėdžių maitinimosi greitį, o tai formuoja augalų ir kerpių biomasę.

Tada mokslininkai atsižvelgė į duomenis iš daugiau nei 59 paskelbtų, recenzuotų tyrimų, siekdami ištirti ryšį tarp helmintų infekcijų ir tų pačių pagrindinių gamtoje laisvai gyvenančių atrajotojų šeimininkų savybių.

Jų analizė atskleidė, kad helmintų infekcijos žymiai sumažina šeimininkų maitinimosi greitį, bet nėra vidutiniškai susijusios su šeimininko išgyvenimu ar vaisingumu.

„Apibendrinant, platesnė šių rezultatų svarba yra ta, kad greičiausiai yra plačiai paplitusių, tačiau nepastebėtų, ekologinių subletalinių parazitinių infekcijų pasekmių“, – sakė Koltzas.

„Atsižvelgiant į tai, kad helmintų parazitai yra visur laisvai gyvenančiose atrajotojų populiacijose, mūsų išvados rodo, kad pasaulinis atrajotojų žolėdžių skaičius yra mažesnis nei kitu atveju dėl plintančių helmintų infekcijų. Sumažinus atrajotojų žolėdžių skaičių, šios dažnos infekcijos gali prisidėti prie ekologiškesnio pasaulio.

Parašė Talia Ogliore iš Vašingtono universiteto Šv. Louis

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.