Darmparasiten in großen Pflanzenfressern wie Karibus gedeihen im Verborgenen und etwas im Verborgenen. Aber diese winzigen Bauchbewohner können große Auswirkungen auf die Landschaft haben, durch die ihre Gastgeber reisen.
Verdauungstraktparasiten in Karibus können die Menge reduzieren, die ihre Wirte fressen, und so mehr Pflanzenwachstum in der Tundra ermöglichen, in der die Tiere leben, berichten Forscher am 17. Mai Proceedings of the National Academy of Sciences. Der Befund zeigt, dass sogar nicht tödliche Infektionen durch Ökosysteme nachhallende Auswirkungen haben können.
Es ist seit langem bekannt, dass Wechselwirkungen zwischen Arten sich durch Ökosysteme ziehen und sich indirekt auf andere Teile des Nahrungsnetzes auswirken. Wenn zum Beispiel Raubtiere Pflanzenfresser fressen, führt eine Verringerung der pflanzenfressenden Mäuler zu Veränderungen in der Pflanzengemeinschaft. So können zum Beispiel Seeotter das Seetangwachstum fördern, indem sie sich von pflanzenfressenden Seeigeln ernähren (SN: 29.03.21).
„Jedes Mal, wenn sich die Wechselwirkungen zwischen den Arten ändern, was die Auswirkungen der Tiere auf die Landschaft verändert, kann dies ihre Auswirkungen auf das Ökosystem beeinflussen“, sagt Amanda Koltz, Ökologin an der Washington University in St. Louis.
Wenn Parasiten und Krankheitserreger ihre Wirte töten, kann das ähnliche Auswirkungen auf Ökosysteme haben wie Raubtiere. Ein Paradebeispiel ist das Rinderpestvirus, das im späten 19. Jahrhundert Populationen von Wiederkäuern – Büffel, Antilopen, Rinder – in Subsahara-Afrika vernichtete. Nachdem die Gnupopulationen in Ostafrika nach der Impfung von Rindern und der Ausrottung des Virus von weiteren Infektionen verschont geblieben waren, schnitt ihre explodierende Zahl das Gras in der Serengeti zurück und führte zu weiteren Landschaftsveränderungen.
Aber im Gegensatz zur Rinderpest sind die meisten Infektionen nicht tödlich. Nichttödliche Parasiteninfektionen sind bei Wiederkäuern weit verbreitet – Pflanzenfressern, die eine Schlüsselrolle bei der Gestaltung der Vegetation an Land spielen. Koltz und ihr Team fragten sich, ob Veränderungen der allgemeinen Gesundheit oder des Verhaltens eines Wiederkäuers aufgrund einer chronischen Parasiteninfektion auch Veränderungen in der umgebenden Pflanzengemeinschaft bewirken könnten.
Die Forscher suchten nach Karibus (Rangifer tarandus). Unter Verwendung von Daten aus veröffentlichten Studien entwickelten Koltz und ihr Team eine Reihe mathematischer Simulationen, um zu testen, wie das Überleben, die Fortpflanzung und die Fressrate von Karibus durch Magenwürmer beeinflusst werden könnten (Ostertagia spp.) Infektionen.
Die Wissenschaftler berechneten dann, wie diese Effekte die Gesamtmasse und Populationsveränderungen der Karibus, Parasiten und Pflanzen verändern könnten. Die Simulationen sagen voraus, dass nicht nur tödliche Infektionen eine Kaskade auslösen könnten, die zu mehr Pflanzenmasse führt, sondern auch nicht-tödliche Infektionen einen ebenso großen Effekt hatten. Erkrankte Karibus, die weniger fraßen oder einen Rückgang der Reproduktionsrate erlebten, führten zu einer Zunahme der Pflanzenmasse im Vergleich zu einem Szenario ohne Parasiten.
Das Team analysierte auch Daten aus 59 Studien zu 18 Arten von Wiederkäuern und ihren Parasiten und sammelte Informationen darüber, wie die Parasiten die Fütterungsraten und die Körpermasse des Wirts beeinflussen. Die Analyse ergab, dass chronische parasitäre Infektionen im Allgemeinen dazu führen, dass viele Arten von Pflanzenfressern weniger essen, was auch ihre Körpermasse und Fettreserven verringert.
Indirekte ökologische Folgen von Parasiteninfektionen könnten bei Wiederkäuern auf der ganzen Welt verbreitet sein, schlussfolgern die Forscher.
Die Studie „hebt hervor, dass es weit verbreitete Wechselwirkungen gibt, die wir im Zusammenhang mit Ökosystemen noch nicht in Betracht ziehen, aber wir sollten es tun“, sagt Koltz.
Parasiten stehen weltweit vor einer ungewissen Zukunft mit schnellen Umweltveränderungen – wie dem Klimawandel und dem Verlust von Lebensräumen durch Änderungen der Landnutzung –, die die Beziehungen zu ihren Wirten verändern und möglicherweise zum Aussterben vieler Parasiten führen. „Wie solche Veränderungen in den Wechselwirkungen zwischen Wirt und Parasit die Struktur und Funktionsweise von Ökosystemen stören könnten, ist ein Thema, über das wir nachdenken sollten“, sagt Koltz.
Die Ergebnisse werden auch „die Art und Weise verändern, wie wir darüber denken, was Ökosysteme kontrolliert“, sagt Oswald Schmitz, Populationsökologe an der Yale University, der nicht an der Forschung beteiligt war. „Vielleicht sind es nicht unbedingt Raubtiere, die das Ökosystem kontrollieren, vielleicht sind die Parasiten wichtiger“, sagt er. „Was wir also wirklich tun müssen, ist mehr Forschung, die entwirrt [this].“
Wissenschaftler gewinnen schnell ein besseres Verständnis der Allgegenwärtigkeit und Häufigkeit von Parasiten, sagt Joshua Grinath, Ökologe an der Idaho State University in Pocatello. „Jetzt stehen wir vor der Herausforderung, die Rolle von Parasiten in ökologischen Gemeinschaften und Ökosystemen zu verstehen.“