Vliv parazitů na ekologii populací a společenstev

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

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

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

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

Cykly v přírodě 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

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

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

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

Venturia canescens                                                                          Plodia interpunctella Ephestia kuehniella

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

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

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

Bělokur Lagopus lagopus                    

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

Maja squinado infikovaný kořenohlavcem

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

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

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

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 Parelaphostrongylus tenuis – přirozenému hostiteli jelenci běloocasému neškodí

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 Parelaphostrongylus tenuis – přirozenému hostiteli jelenci běloocasému neškodí Ekologická plasticita většiny druhů a zároveň omezenost jejich areálů rozšíření

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

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

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

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

Wolbachie a její hostitelé                                      

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)

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

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

Frondicularia rakauroana Heterohelix planata Frondicularia rakauroana Radotruncana calcarata

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

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

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

Plutella xylostella Cotesia plutellae

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

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

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

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