En ny studie som publiceras i Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences belyser hur parasiter påverkar de invecklade relationerna mellan rovdjur och bytesdjur.
Forskare från fakulteten för naturvetenskap och teknik vid Queen Mary University of London har utvecklat en ny analys för att undersöka hur faktorer som parasitens virulens och infektionssannolikhet påverkar samexistensen av arter i ett komplext rovdjur-bytesdjur-parasitsystem.
”Födovävar är intrikata nätverk där arter interagerar med varandra”, säger Dr. Weini Huang Reader in Mathematical Biology. ”Parasiter, som är en stor men ofta förbisedd komponent i dessa nät, kan ha en betydande inverkan på deras stabilitet genom att påverka både rovdjurs- och bytespopulationer.”
Forskargruppen är ett nytt tvärvetenskapligt samarbete mellan professor Christophe Eizaguirre, professor i evolutions- och bevarandegenetik vid institutionen för biologi och beteendevetenskap, och Dr. Huang, lektor i matematisk biologi vid institutionen för matematiska vetenskaper.
Tillsammans med två tidigare forskare, Ana C. Hijar Islas och Amy Milne, har de noggrant undersökt detta komplexa system genom matematisk analys och stokastiska simuleringar, som beaktar mikroskopiska händelser som reproduktion, död, konkurrens, infektion och predation på individnivå.
Studien visade att stokasticitet, slumpmässiga fluktuationer i populationsstorlekar, spelar en viktig roll för att avgöra om arter samexisterar eller utrotas, särskilt vid gränsen mellan dessa tillstånd.
Dr. Huang och Milne spelade en avgörande roll i utvecklingen av modellens matematiska ramverk. Dr. Huang förklarar: ”Vi fann att det relativa överflödet av infekterade och oinfekterade individer kan vändas mellan bytes- och rovdjurspopulationerna. Detta kontraintuitiva resultat tyder på att samspelet mellan direkta och indirekta parasiteffekter spelar en viktig roll för att forma infektionsprevalensen i hela näringsväven.”
Professor Eizaguirre betonar vikten av denna forskning: ”Att förstå hur parasiter påverkar dynamiken i näringsväven är avgörande för att kunna förutsäga miljöförändringarnas inverkan på ekosystemens hälsa, men också riskerna för spridning av invasiva sjukdomar. Våra resultat utgör ett värdefullt ramverk för att utforska riskerna för att vissa parasiter blir invasiva när de flyttar med sina värdar.”
”Våra resultat utgör en värdefull grund för att förstå hur dessa system utvecklas över tid”, avslutar Dr. Huang. ”Teamet har utvecklat en ytterligare studie som bygger på detta ramverk genom att införliva utvecklingen av nyckelparametrar, såsom reproduktionskostnader och infektionssannolikhet, under den kombinerade påverkan av ekologiska och evolutionära tryck.”
Denna forskning har potential att informera om bevarandeinsatser genom att ge en djupare förståelse för hur parasiter kan påverka ekosystemens motståndskraft. Genom att införliva parasitdynamik i ekologiska modeller kan bevarandebiologer utveckla effektivare strategier för att skydda utsatta arter och upprätthålla friska ekosystem.
Ytterligare information: Ana C. Hijar Islas et al, Parasite-mediated predation determines infection in a complex predator–prey–parasite system, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2024). DOI: 10.1098/rspb.2023.2468
