En ny studie publicerad i Proceedings of the Royal Society B:Biological Sciences belyser hur parasiter påverkar de invecklade förhållandena mellan rovdjurs- och bytespopulationer.
Forskare från fakulteten för naturvetenskap och teknik vid Queen Mary University of London har utvecklat en ny analys för att undersöka hur faktorer som parasitvirulens och infektionssannolikhet påverkar samexistensen av arter i ett komplext rovdjur-byte-parasitsystem.
"Matnät är invecklade nätverk där arter interagerar med varandra", säger Dr Weini Huang Reader i Mathematical Biology. "Parasiter, en massiv men ofta förbisedd del av dessa nät, kan avsevärt påverka deras stabilitet genom att påverka både rovdjurs- och bytespopulationer."
Forskargruppen är ett nytt tvärvetenskapligt samarbete mellan gruppen av professor Christophe Eizaguirre, professor i evolutionär och bevarandegenetik vid skolan för biologiska och beteendevetenskapliga vetenskaper och Dr. Huang, läsare i matematisk biologi vid School of Mathematical Sciences.
Tillsammans med två tidigare karriärforskare, Ana C. Hijar Islas och Amy Milne, undersökte de detta komplexa system eftertänksamt genom matematisk analys och stokastiska simuleringar, som tar hänsyn till mikroskopiska händelser som reproduktion, död, konkurrens, infektion och predation på individnivå.
Studien avslöjade att stokasticitet, slumpmässiga fluktuationer i populationsstorlekar, spelar en betydande roll för att avgöra om arter samexisterar eller dör ut, 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 den relativa mängden infekterade och oinfekterade individer kan vändas mellan bytes- och rovdjurspopulationerna. Detta kontraintuitiva fynd tyder på att samspelet mellan direkta och indirekta parasiteffekter spelar en betydande roll för att forma infektionsprevalensen under hela näringsnät."
Professor Eizaguirre betonar vikten av denna forskning, "Att förstå hur parasiter påverkar näringsvävens dynamik är avgörande för att förutsäga effekterna av miljöförändringar på ekosystemens hälsa men också riskerna för spridning av invasiva sjukdomar. Våra resultat ger en värdefull ram för att utforska riskerna med vissa parasiter. att bli invasiva när de flyttar med sina värdar"
"Våra resultat ger en värdefull grund för att förstå hur dessa system utvecklas över tiden", avslutar Dr Huang. "Teamet har utvecklat en ytterligare studie som bygger på detta ramverk genom att inkludera utvecklingen av nyckelparametrar, såsom reproduktionskostnader och infektionssannolikhet, under kombinerad påverkan av ekologiska och evolutionära påtryckningar."
Denna forskning har potential att informera bevarandeinsatser genom att ge en djupare förståelse för hur parasiter kan påverka ekosystemens motståndskraft. Genom att införliva parasitdynamik i ekologiska modeller kan naturvårdsbiologer utveckla effektivare strategier för att skydda sårbara arter och upprätthålla sunda ekosystem.
Mer information: Ana C. Hijar Islas et al, Parasitförmedlad predation bestämmer infektion i ett komplext rovdjur-byte-parasitsystem, Proceedings of the Royal Society B:Biological Sciences (2024). DOI:10.1098/rspb.2023.2468
Journalinformation: Proceedings of the Royal Society B
Tillhandahålls av Queen Mary, University of London
