Vliv parazitů na ekologii populací a společenstev

1. Vliv parazitů na ekologii populací a společenstev

2. Obsah • Regulace hostitelské populace parazitem • Parazitem zprostředkované interakce mezi hostitelskými druhy • Úloha parazitů v biogeografii • Úloha parazitů při speciaci • Úloha parazitů při zániku druhu • Vzrůst biologické zdatnosti díky parazitaci

3. Obsah • Regulace hostitelské populace parazitem • Parazitem zprostředkované interakce mezi hostitelskými druhy • Úloha parazitů v biogeografii • Úloha parazitů při speciaci • Úloha parazitů při zániku druhu • Vzrůst biologické zdatnosti díky parazitaci

4. Regulace shora dolů (turbidostatická regulace) kultivační nádoba pumpa zásobník čidlo turbidity odtok míchačka

5. Turbidostatická regulace • Predátoři a paraziti • Udržuje biodiverzitu • Nesnižuje viabilitu populace • V systémech se zpožděním nebo s nelinearitou mohou vznikat cykly nebo chaos • Možnost rozpoznání dravce a kořist – dravec ostřejší vrcholy (lumíci), kořist zaoblené

6. Bělokur skotský a hlístice Trichostrongylus tenuis – odstranění parazita zruší cyklus Hlodavci – situace je složitější, hraje roli migrace, po oplocení pozemku cykly u hraboše Microtus pennsylvanicus vymizí Cykly v přírodě

7. Využití paraztů v biologickém boji • Člověk se zbavil všech predátorů a kompetitorů, z parazitů pouze černých nešťovic a snad obrny • Výhoda proti pesticidům – většinou nevzniká rezistence • Plastičtější způsoby útoku • Možnost koevoluce • Výhoda proti predátorům – parazitovaný jedinec zůstává v populaci a konkuruje neparazitovaným

8. Obsah • Regulace hostitelské populace parazitem • Parazitem zprostředkované interakce mezi hostitelskými druhy • Úloha parazitů v biogeografii • Úloha parazitů při speciaci • Úloha parazitů při zániku druhu • Vzrůst biologické zdatnosti díky parazitaci

9. Intrakce zprostředkované parazitem I • Turbidostatická interakce a omezení principu kompetitivního vyloučení • Parazitická arbitráž • Motýlci Plodia interpunctella a Ephestia kuehniella – jeden z nich vymře když přítomen lumek Venturia canescens

10. Venturia canescens Plodia interpunctella Ephestia kuehniella

11. Intrakce zprostředkované parazitem I • Turbidostatická interakce a omezení principu kompetitivního vyloučení • Parazitická arbitráž • Motýlci Plodia interpunctella a Ephestia kuehniella – jeden z nich vymře když přítomen lumek Venturia canescens • Normálně potemník Tribolium confusum vytlačí T. castaneum, v přítomnosti Adelina tribolii(Sporozoa) to dopadne opačně

12. T. confusum T. castaneum Adelina 19,2 13,3 Čistá kultura 18,9 33,5 Změna kompetitivní schopnosti díky parazitum

13. Intrakce zprostředkované parazitem I • Turbidostatická interakce a omezení principu kompetitivního vyloučení • Parazitická arbitráž • Motýlci Plodia interpunctella a Ephestia kuehniella – jeden z nich vymře když přítomen lumek Venturia canescens • Normálně potemník Tribolium confusum vytlačí T. castaneum, v přítomnosti Adelina tribolii(Sporozoa) to dopadne opačně • Zajíc nakrmí klíšťata, ta se roznoží a přenesou virus na bělokura

14. Bělokur Lagopus lagopus

15. Intrakce zprostředkované parazitem II • Snížení velikosti populací a omezení mezidruhové konkurence (eukalypty) • Vytváření nového biotopu • Sacculina a krab, který se nesvléká – epibionti

16. Maja squinadoinfikovaný kořenohlavcem

17. Intrakce zprostředkované parazitem II • Snížení velikosti populací a omezení mezidruhové konkurence (eukalypty) • Vytváření nového biotopu • Sacculina a krab, který se nesvléká – epibionti • Motolice Curtuteria australis a nezahrabaní mlži – ustřičník by našel i zahrabané, epibionti by však bez motolice na dané lokalitě vyhynuli

18. Intrakce zprostředkované parazitem II • Snížení velikosti populací a omezení mezidruhové konkurence (eukalypty) • Vytváření nového biotopu • Sacculina a krab, který se nesvléká – epibionti • Motolice Curtuteria australis a nezahrabaní mlži – ustřičník by našel i zahrabané, epibionti by však bez motolice na dané lokalitě vyhynuli • Změna biodemografických parametrů indukovaná parazitem může umožnit koexistenci druhů

19. Obsah • Regulace hostitelské populace parazitem • Parazitem zprostředkované interakce mezi hostitelskými druhy • Úloha parazitů v biogeografii • Úloha parazitů při speciaci • Úloha parazitů při zániku druhu • Vzrůst biologické zdatnosti díky parazitaci

20. Úloha parazitů v biogeografii • Vliv na areál rozšíření • Kopytníci v Africe a epidemie rinderpest • Dobytek v Africe a Trypanosomy • Krysa a potkan v Evropě • Jelenovití v Americe a helmint Parelaphostrongylustenuis – přirozenému hostiteli jelenci běloocasému neškodí

22. Úloha parazitů v biogeografii • Vliv na areál rozšíření • Kopytníci v Africe a epidemie rinderpest • Dobytek v Africe a Trypanosomy • Krysa a potkan v Evropě • Jelenovití v Americe a helmint Parelaphostrongylustenuis – přirozenému hostiteli jelenci běloocasému neškodí • Ekologická plasticita většiny druhů a zároveň omezenost jejich areálů rozšíření

23. Úloha parazitů v biogeografii II • Srovnatelná velikost populací v různě úživných lokalitách • Srovnatelná velikost populací různých druhů, pravděpodobnost vymření druhu nezávisí na viabilitě jeho příslušníků • Vzrůst biodiversity (namísto abundance) v tropech, Janzen-Connellova hypotéza – likvidace mladých stromků u mateřského stromu, severoamerická Prunus serotina a houba Pythium

24. Parazitická houba rodu Pythium Phythium oospores found on the root tissue. (provided by Eric B. Nelson, Cornell University)

25. Obsah • Regulace hostitelské populace parazitem • Parazitem zprostředkované interakce mezi hostitelskými druhy • Úloha parazitů v biogeografii • Úloha parazitů při speciaci • Úloha parazitů při zániku druhu • Vzrůst biologické zdatnosti díky parazitaci

26. Paraziti jako příčina speciace • Vznik mezidruhové bariery v důsledku aktivity symbionta (parazita) • Wolbachia (hmyz 15%, roztoči, nematodi – filariozu lze vyléčit tetracyklinem) • Inkompatibilita někdy pouze jednosměrná • Mnohdy lze mezidruhovou barieru odstranit antibiotiky (Nasonia, Drosophila) • Častěji u parasitoidů – možná proto tolik speciují

27. Wolbachie a její hostitelé

28. Paraziti jako příčina speciace • Vznik mezidruhové bariery v důsledku aktivity symbionta (parazita) • Wolbachia (hmyz 15%, roztoči, nematodi – filariozu lze vyléčit tetracyklinem) • Inkompatibilita někdy pouze jednosměrná • Mnohdy lze mezidruhovou barieru odstranit antibiotiky (Nasonia, Drosophila) • Častěji u parasitoidů – možná proto tolik speciují • Imunita a selekce proti hybridům (reinforcement)

29. Obsah • Regulace hostitelské populace parazitem • Parazitem zprostředkované interakce mezi hostitelskými druhy • Úloha parazitů v biogeografii • Úloha parazitů při speciaci • Úloha parazitů při zániku druhu • Vzrůst biologické zdatnosti díky parazitaci

30. Paraziti jako příčina extinkce • V současnosti patrně druhá nejčastější příčina (po zániku biotopu) • Virová teorie průběžných extinkcí • 106 - 109 VLP na mm2 mořské vody • Planktonní dírkovci (foraminifera) – trvání druhu 7 mil. let, benthická 20 mil. let • Druhový výběr a jeho důsledky – v evoluci není patrný trend ke zdokonalování

31. Heterohelix planata Frondicularia rakauroana Radotruncana calcarata

32. Paraziti jako příčina extinkce • V současnosti patrně druhá nejčastější příčina (po zániku biotopu) • Virová teorie průběžných extinkcí • 106 - 109 VLP na mm2 mořské vody • Plantoní foraminifera – trvání druhu 7 mil. let, benthická 20 mil. let • Druhový výběr a jeho důsledky – v evoluci není patrný trend ke zdokonalování • Parasitismus a globální biodiversita – nejvíce postihováni nejhojnější druhy s největším areálem

33. Obsah • Regulace hostitelské populace parazitem • Parazitem zprostředkované interakce mezi hostitelskými druhy • Úloha parazitů v biogeografii • Úloha parazitů při speciaci • Úloha parazitů při zániku druhu • Vzrůst biologické zdatnosti díky parazitaci

34. Příznivé vlivy parazita na hostitele • „Vakcinace“ • Houby méně virulentního kmene chrání rostlinu před nákazou kmenem virulentním • Můra Plutella xylostella má menší fertilitu když napadena Bacillus thuringiensis, je však rezistentní proti parasitoidu Cotesia plutellae

35. Plutella xylostella Cotesia plutellae

36. Příznivé vlivy parazita na hostitele • „Vakcinace“ • Houby méně virulentního kmene chrání rostlinu před nákazou kmenem virulentním • Můra Plutella xylostella má menší fertilitu když napadena Bacillus thuringiensis, je však rezistentní proti parasitoidu Cotesia plutellae • Odstraňování polutantů – koncentrace těžkých kovů ve tkáni vrtejšů a tasemnic ryb je o několik řádů vyšší než v okolních tkáních ryb

37. Příznivé vlivy parazita na hostitele • „Vakcinace“ • Houby méně virulentního kmene chrání rostlinu před nákazou kmenem virulentním • Můra Plutella xylostella má menší fertilitu když napadena Bacillus thuringiensis, je však rezistentní proti parasitoidu Cotesia plutellae • Odstraňování polutantů – koncentrace těžkých kovů ve tkáni vrtejšů a tasemnic ryb je o několik řádů vyšší než v okolních tkáních ryb • Vitaminy – sysli Spermophilus richardsoni parazitovaní Trypanosoma otospermophili normálně v horším stavu, když málo B6 jsou na tom lépe

38. Příznivé vlivy parazita na hostitele II • V určitých podmínkách mají vyšší přírůstky krysy napadené vážným pathogenem Trichinela spiralis • R-plasmidy bakterií • Vlhovci, střečci a vosy

39. Shrnutí • Jeden ze dvou způsobu regulace velikosti populace je často zprostředkován parazity • Přítomnost parazita může velmi významně ovlivnit interakci mezi hostitelskými druhy • Paraziti hrají důležitou roli při vymezování areálu rozšíření druhu i v trendech globální biodiverzity • Paraziti se mohou stát motorem speciace • Paraziti mohou hrát významnou roli při extinkcích • V některých situacích může parazit ovlivňovat svého hostitele i pozitivně