Ny undersøgelse afslører, hvordan parasitter former komplekse fødevæv

En ny undersøgelse offentliggjort i Proceedings of the Royal Society B:Biological Sciences kaster lys over, hvordan parasitter påvirker de indviklede forhold mellem rovdyr- og byttedyrpopulationer.

Forskere fra Fakultet for Naturvidenskab og Teknik ved Queen Mary University i London har udviklet en ny analyse for at undersøge, hvordan faktorer som parasitvirulens og infektionssandsynlighed påvirker sameksistensen af ​​arter i et komplekst rovdyr-bytte-parasitsystem.

"Fødevæv er indviklede netværk, hvor arter interagerer med hinanden," siger Dr. Weini Huang Reader i Mathematical Biology. "Parasitter, en massiv, men ofte overset komponent af disse spind, kan i væsentlig grad påvirke deres stabilitet ved at påvirke både rovdyr- og byttedyrpopulationer."

Forskerholdet er et nyt tværfagligt samarbejde mellem gruppen af ​​professor Christophe Eizaguirre, professor i evolutionær og konserveringsgenetik på skolen for biologiske og adfærdsvidenskabelige videnskaber og Dr. Huang, læser i matematisk biologi på School of Mathematical Sciences.

Sammen med to tidligere karriereforskere, Ana C. Hijar Islas og Amy Milne, undersøgte de omhyggeligt dette komplekse system gennem matematiske analyser og stokastiske simuleringer, som tager højde for mikroskopiske hændelser som reproduktion, død, konkurrence, infektion og prædation på individuelt niveau.

Undersøgelsen afslørede, at stokasticitet, tilfældige udsving i populationsstørrelser, spiller en væsentlig rolle i at bestemme, om arter eksisterer side om side eller uddør, især ved grænsen mellem disse stater.

Dr. Huang og Milne spillede en afgørende rolle i udviklingen af ​​modellens matematiske ramme. Dr. Huang forklarer, "Vi fandt ud af, at den relative overflod af inficerede og uinficerede individer kan vendes mellem bytte- og rovdyrpopulationerne. Dette kontraintuitive fund tyder på, at samspillet mellem direkte og indirekte parasitvirkninger spiller en væsentlig rolle i formningen af ​​infektionsprævalensen gennem hele fødenet."

Professor Eizaguirre understreger vigtigheden af ​​denne forskning:"Forståelse af, hvordan parasitter påvirker fødenettets dynamik er afgørende for at forudsige virkningen af ​​miljøændringer på økosystemernes sundhed, men også risici for spredning af invasive sygdomme. Vores resultater giver en værdifuld ramme for at udforske risici ved visse parasitter. at blive invasive, når de flytter med deres værter"

"Vores resultater giver et værdifuldt grundlag for at forstå, hvordan disse systemer udvikler sig over tid," konkluderer Dr. Huang. "Holdet har udviklet en yderligere undersøgelse bygget på denne ramme ved at inkorporere udviklingen af ​​nøgleparametre, såsom reproduktionsomkostninger og infektionssandsynlighed, under den kombinerede indflydelse af økologisk og evolutionært pres."

Denne forskning har potentialet til at informere bevaringsindsatsen ved at give en dybere forståelse af, hvordan parasitter kan påvirke økosystemernes modstandsdygtighed. Ved at inkorporere parasitdynamik i økologiske modeller kan bevaringsbiologer udvikle mere effektive strategier til at beskytte sårbare arter og opretholde sunde økosystemer.

Flere oplysninger: Ana C. Hijar Islas et al., Parasit-medieret prædation bestemmer infektion i et komplekst rovdyr-bytte-parasit-system, Proceedings of the Royal Society B:Biological Sciences (2024). DOI:10.1098/rspb.2023.2468

Journaloplysninger: Proceedings of the Royal Society B

Leveret af Queen Mary, University of London