Vliv abiotických a biotických faktorů na početnost parazitů Prostředí parazitů ► 2 složky ► organizmus hostitele (prostředí 1. řádu) = biotické faktory vnější prostředí hostitele (prostředí 2. řádu) = abiotické faktory Prostředí hostitele Parazit Hostitel ►Abiotické vs. biotické faktory Prostředí 1. řádu = hostitel ► Druhová příslušnost hostitele ► Věk ► Velikost hostitele ► Pohlaví ► Hustota populace ► Potravní strategie ► Chování ► Hormonální aktivita ► Fyziologický stav ► Imunitní odpověď ► Stres ► Geneticky fixovaná vnímavost k původci onemocnění Prostředí 2. řádu = prostředí hostitele ► Teplota prostředí ► Vliv světla (délka fotoperiody) ► Koncentrace plynů v prostředí (O2 a CO2) ► Salinita prostředí ► pH prostředí ► Proudění vody nebo vzduchu ► Velikost a typ habitatu (tvar a hloubka vodní nádrže) ► Znečistění prostředí – paraziti jako bioindikátory kvality vody Epidemiologické charakteristiky parazitární infekce ► Prevalence – podíl napadených hostitelů ke všem vyšetřeným hostitelům ► Intenzita infekce – počet jedinců určitého druhu parazita na jednom napadeném jedinci hostitele (průměrná ± SD, minmax, median) ► Abundance – počet jedinců určitého druhu parazita na jednom hostitelském jedinci (průměrná abundance ± SD, median, percentil, interval spolehlivosti) Abiotické faktory ► Prostředí 2 řádu plus roční sezóna a zeměpisná šířka ► Vliv na abundanci a intenzitu infekce parazitů ► V přirozených ekosystémech současné vlivy více abiotických a biotických faktorů př. vliv teploty a délky těla hostitele na abundanci monogeneí ► Teplota prostředí ► Nejdůležitější abiotický faktor ► přímý vliv – stimuluje reprodukci parazita nepřímý vliv – vliv na fyziologii a imunitu hostitele ► Ovlivňuje natalitu a mortalitu, prezenci (Cestoda, Acantocephala) a abundanci, přenos parazitů (cerkárie motolic) Abiotické faktory: teplota ► Odlišná tolerance druhů k teplotě Monogenea rod Gyrodactylus – nízké teploty rod Dactylogyrus – vyšší teploty Abiotické faktory: teplota ► Nepřímý vliv teploty vody na složení společenstev parazitů – dočasná absence kompetitivních druhů, uvolnění ekologických nik ► Vliv teploty může být eliminován v důsledku jiných abiotických nebo biotických faktorů – mezidruhové interakce v případě vysokých populačních hustot navozených změnou teploty ► Vliv teploty se sezónními změnami – v mírném pásmu → sezónní dynamika výskytu a početnosti parazitů Abiotické faktory: teplota ► Teplota, délka fotoperiody, sezónní výskyt hostitele, dostupnost mezihostitelů, potravní chování hostitele ► Sezónní cykly ve výskytu parazitů ► Monogenea, Cestoda, Nematoda ► Př. Gyrodactylus macrochiri na rybě Lepomis macrochirus Sezónní dynamika výskytu a početnosti parazitů Sezónnost parazitů Sezónnost výskytu parazitů př. 9 druhů rodu Dactylogyrus (Monogenea) na žábrách plotice obecné - abundance 5 druhů se zvyšuje s teplotou (maximum léto) - prezence 4 druhů vázaná na období s nižší teplotou (jaro, podzim) Sezónní variabilita morfologie př. Gyrodactylus – menší sklerotizované struktury haptoru v létě Sezónnost dosažení pohlavní zralosti a reprodukce Přímý vliv teploty, nepřímý vliv teploty - fyziologie a potravní ekologie hostitele, výskyt a početnost mezihostitele Synchronizace reprodukce parazita a reprodukce hostitele Proteocephalus u jelců Leuciscus leuciscus a Squalius cephalus (Cyprinidae) v období tření Sezónní změny intenzity infekce Měsíční změny intenzity infekce 5 druhů pijavic u želv Sezónní změny intenzity infekce Př. Sezónní změny abundance mnohobuněčných parazitů kapra obecného (Cyprinus carpio) Vliv teploty vody na výskyt parazitů ► Vyšší speciační rychlosti v teplých než chladných vodách ► Př. Ektoparaziti mořských ryb Biotické faktory ► 1. Biologie hostitele – interakce hostitel – parazit ► 2. Interakce parazit – parazit intraspecifické interspecifické ► Vzájemná propojenost faktorů př. Věk hostitele s pohlavní zralostí a potravní ekologii Velikost hostitele ► Nejčastěji studovaný faktor ► Větší hostitel – více prostoru ► Délka hostitele (celková délka, délka orgánů, hmotnost hostitele ► Př. Abudance monogeneí na žábrách ryb se zvyšuje s velikostí ryby a velikostí žáber Velikost hostitele ►Př. Trematod Euhaplorchis californiensis v mozku ryby (Fundulus parvipinnis) Velikost hostitele ► Př. Prevalence a intenzita infekce ektoparazita (Argulus foliaceus) u různých velikostních kategorií 6 druhů ryb Věk hostitele ► Koreluje s délkou a hmotností hostitele ► Rozdíl v napadení věkových skupin př. mladší jedinci napadeny více helminty ► Souvislost s potravní strategii ► Rozdíl v imunitním systému Velikost/věk hostitele Ex. Prevalence and intensity of infection of an ectoparasite (Argulus foliaceus) for different age categories of fish Věk hostitele ► Př. Změny v prevalenci a agregaci blech u hlodavců (druhy rodu Apodemus, Clethrionomys glareolus, 2 druhy rodu Microtus) ► Předpoklad: parazity-indukovaná mortalita a získaná rezistence závislá na věku 1. nejvyšší agregace parazitů a prevalence u středních věkových kategorii (Apodemus a C. glareolus) 2. zvyšování agregace a prevalence s věkem (Microtus) → ovlivněno disperzi, prostorovou distribuci a strukturou obydlí hostitelů Pohlaví hostitele ► Kontroverzní faktor ► Rozdíly v morfologii, fyziologii a chování ► Vliv steroidních hormonů ► Možný vliv rozdílné potravní ekologie ► Možná rozdílní rezistence Př. Vyšší abundance vší u samců než samic u hlodavce Oligoryzomys nigripes – samci vyšší mobilita a fyziologický stres – důsledek promiskuitního systému páření Pohlaví hostitele ► Vliv pohlaví hostitele na abundanci parazita závisí na biologických vlastnostech parazita ► Př. Ektoparaziti (klíšťata, roztoči, vši a blechy) u hlodavce Rhabdomys pumilio - vyšší parazitace samců než samic - vliv pohlaví hostitele na parazitizmu variabilní na úrovni druhu parazita mezi lokalitami a mezi druhy určité taxonomické skupiny Hustota hostitele a sociální chování ► Vyšší hustota a sociální chování – přenos ektoparazitů ► Př. Vztah mezi hustotou populace 19 druhů savců a abundanci strongylidních nematod Chování hostitele ► Vši Colpocephalum turbinatum u galapážského jestřába (Buteo galapagoensis) - vliv hostitelské sociality na abundanci parazita Velikost populace hostitele ► Abundance monogenei (Dactylogyrus formosus, D. wegeneri, D. intermedius a Gyrodactylus carassii) u ryb (Carassius carassius) - Předpoklad: zvyšování abundance se zvyšováním hustoty populace hostitele (hustota = vzdálenosti mezi jedinci) - hustota nevýznamný faktor - velikost populace (= celková dostupnost hostitelských jedinců) významný faktor Velikost populace hostitele Potravní strategie ► Přenos endohelmintů (složitý vývojový cyklus) ► Množství potravy, podíl složek s invazními stádiem ► Vliv sezónních změn v potravní nabídce – výskyt mezihostitele ► Postavení hostitele v potravním řetězci Fyziologie hostitele ► Závislá na abiotických a biotických faktorech množství dostupné potravy znečistění prostředí věk hostitele kompetice plus další interakce Imunitní systém hostitele ► Genetické faktory ► Fyziologický a hormonální stav ► Věk hostitele ► Stres ► Předchozí zkušenosti s infekci (specifická imunita) Imunitní systém hostitele ► Specifický hostitel vnímavý, nespecifický rezistentní ► Porušení imunity – infekce nespecifického hostitele ► Vnímavost vs. rezistence – vliv genetických faktorů (kompatibilita) ► U poikilotermních hostitelů vliv teploty vody na imunitu Genetika hostitele ► Úhor říční (Anguilla anguilla), mnohobuněční paraziti ► geny implikované do fyziologie hostitele: - odpověď hostitele vůči environmentálnímu stresu, tj. heat shock protein 70 (HSP70), metallothionein (MT) - osmoregulace - thyroid hormone receptor (THR), Na/KATPase - zbarvení THR, rodopsiny (FWO, DSO) ► Nižší exprese genů = infekce digeneí (7 druhů) ► Zvýšená trofická aktivita úhořů = infekce hlístici (Anguillicola crassus) Imunitní systém hostitele ► Př. Buněčná imunita (CMI) jako odpověď na hematofágního mobilního ektoparazita – moucha (Carnus haemapterus) kolonizuje ptáky (Coracias garrulus) v období hnízdění Vliv environmentálních a hostitelských faktorů na abundanci parazitů ► Př. Epidemiologické data z 8 druhů korálových ryb ze dvou ostrovů Jižního Pacifiku Vliv environmentálních a hostitelských faktorů na abundanci parazitů