VL 9 Parasiten

Question 1

Definition Parasit

Answer 1

• lebt ganz oder zeitweise auf Kosten des Wirts
• Endoparasiten à leben im Wirt
• Ektoparasiten à leben auf dem Wirt
• Wirt i.d.R. nicht getötet (Unterschied zu Parasitoiden)
• interspezifische einseitige Antibiose

Question 2

Welche Arten von Pflanzenparasiten gibt es?

Answer 2

Wurzel- oder Sprossparasiten
funktionelle Gruppen:
* Hemiparasiten (Halbschmarotzer)
o PhotosyntheseakMvität
o entziehen dem Wirt Wasser und Nährstoffe
o Bsp.: Mistel (Sprossparasit) à zap) Gefäße im Holz des Wirtbaumes an
o Bsp.: Wachtelweizen, Klappertopf (Wurzelparasiten)

Holoparasiten (Vollschmarotzer)
o nicht zur Photosynthese befähigt
o ernähren sich vollständig vom Wirt
o Bsp.: Sommerwurzgewächse (Wurzelparasiten)
o Bsp.: Teufelszwirn (Sprossparasit)

Question 3

Welche Arten von Tierparasiten gibt es?

Answer 3

Mikroparasiten (Einzeller)
* Viren, Bakterien, Pilze, Protozoen
* häufig direkter Zyklus à entwickeln und vermehren sich in einem definierten Wirt
* hohe Reproduktionsrate, kurze Generationszeit
* hohe Pathogenität, Immunisierung möglich

Makroparasiten (Mehrzeller)
* Helminthen (Fadenwürmer & Plagwürmer), Arthropoden
* indirekter Zyklus -> benötigen Zwischenwirt zur Entwicklung
* lange Generationszeit
* chronische Effekte auf Fitness des Wirts

Question 4

Welche Wirtsformen gibt es für Tierparasiten?

Answer 4

Vektoren
* Überträger von Krankheiten (eukaryotisch siehe Zwischen- und Endwirt, oder prokaryotosch/ viral) von einem Wirt auf anderen
* vermitteln indirekte, horizontale Infektionswege (d.h. keine oder kaum Erkrankungssymptome bei Vektor feststellbar)
* geben Parasit passiv oder durch eigene Aktivität weiter z.B. Saugen von Blut
* gelegentlich Verhaltensmanipulationen, d.h. Vektor sucht z.B. länger oder zu leicht veränderten Zeiten nach Wirten
* Bsp.: Anopheles für Plasmodium
* Unterscheidung in Zwischenwirt und Transportwirte

Endwirte
* oft spezifisch à Parasit hat meist nur geringe Pathogenität
* hier geschlechtliche Vermehrung (Makroparasiten)

Question 5

Unterscheidung der Vektoren in Zwischenwirte und Transportwirte

Answer 5

• Zwischenwirte: asexuelle Vermehrung
  o nehmen Larvenform/ Jungstadien eines Parasiten auf
  o nach asexueller Vermehrung auf anderen Organismus (häufig Endwirt) übertragen
  o kann auch mehrere Zwischenwirte für einen Parasiten geben
  o meist wenig spezifisch (d.h. viele potenzielle Wirte)
  o hohe Pathogenität
• Transportwirte: keine Vermehrung
  o übertragen Erreger/ Parasiten nur mechanisch, ohne dass sich dieser im Überträger vermehrt oder wandelt
  o keine Veränderung im Transportwirt -> nur Weitergabe

Question 6

In welchem Zusammenhang stehen zyklische Oszillation der Populationsdichte mancher Wirbeltiere und Parasiten?

Answer 6

• periodisch wiederkehrender Zusammenbruch der PopulaMon
• z.B. bei Wühlmäusen, Schneehasen, schottischem Moorhuhn
• Oszillation korreliert mit hoher Dichte an Endoparasiten
• Untersuchung durch manipulatives Freilandexperiment:
  o Langzeitstudie an Freilandpopulationen mit Entwurmungsmittel (Levamisol) bei schottischen
  Moorhühnern (Parasit: Nematode)
  o je höher Konzentration des verabreichten Entwurmungsmittels, desto weniger Populationsschwankungen

Question 7

Erkläre parasitenvermittelte Konkurrenz am Beispiel der Schlupfwespe

Answer 7

Modellsystem Schlupfwespe
Venturia canescens
* Parasitoid legt Eier in Raupen von Schmetterlingen, so sind dann Larven entwickeln
* in Raupen der Dörrobstmotte oder der Mehlmotte möglich -> 2-Wirt-System

• Ein-Wirt-System:
  o Wespe kommt in nur einer der zwei Arten vor-> Koexistenz von Wirt
  und Parasit & Stabilisierung der Populationsdynamik
  o Möglichkeit zur Vermehrung eingeschränkt durch starken Einfluss auf Population der Mehlmotte
• Zwei-Wirt-System:
  o Zugang zu beiden Wirten gleichzeitig -> Destabilisierung der Mehlmottenpopulation (geht zugrunde) -> Parasit vermittelt Konkurrenz
  o in Mehlmotte stärkere Vermehrung und hat selbst geringere Wachstumsrate à
  dadurch stärker betroffen
  o dadurch das Alternativwirt zur Verfügung steht, kann Population des Parasitoiden so stark zunehmen, dass Mehlmoge nicht überlebt
• **zusammengefasst Gründe für Destabilisierung Parasit-Wirt-System: **
  o bessere Vermehrung des Parasiten in einem der Wirte
  o Wirt mit geringerer Wachstumsrate ist stärker betroffen

Question 8

Welche Rolle spielt parasitenvermittelte Konkurrenz bei der Invasion gebietsfremder Arten?

Answer 8

zwei Hypothesen für Erfolg der invasiven Art:

• “novel weapon Hypothese”
  o einwandernde Art überträgt neuen Parasiten auf die heimische Art
  o Bsp.: Ausbreitung von amerikanischen Grauhörnchen in GB durch Parapoxvirus-Übertragung
• „parasite release Hypothese“
  o Etablierter Parasit schwächt Konkurrenzkraft der heimischen Art
  o Bsp.: Muschel Perna perna in Südafrika ist durch Trematoden-Parasit infertil à
  nicht befallene europäische Muschel Mytilus galloprovincialis verdrängt Perna

Question 9

Wie sind Parasiten typischerweise räumlich verteilt?

Answer 9

geklumpt oder aggregaMv verteilt à meisten Individuen haben kein Parasit, manche
haben einen, wenige haben viele
* Grund: Wechsel von günsMgen und ungünsMgen Habitaten (Ressourcen) à an einige
Ort Wirt verfügbar, an anderen nicht
* Faktoren die Verteilung beeinflussen:
o Verhalten der WirtsMere (Herden oder Einzelgänger)
o Immunkompetenz z.B. akMve Immunisierung (Impfung) bei WirbelMeren
* wenn Verhalten der Tiere Übertragung begünsMgt à homogene Verteilung des Parasiten

Question 10

Wie verhält sich die Parasit-Wirt-Beziehung in der Modellierung der ökologischen Interaktion
im Vergleich zur typischen Räuber-Beute-Beziehung?

Answer 10

• Parasit-Wirt-Beziehung ist Spezielle Form der Räuber-Beute Beziehung
• ebenfalls wechselnde OszillaMon der PopulaMonsdichte
  von Wirt und Parasit
• WirtspopulaMon bricht erst zusammen, wenn Parasit sehr
  stark vermehrt à da Parasiten Wirt generell nicht direkt
  töten
• Parasit hat negaMven Einfluss auf Fitness des Wirts
• zu starke Virulenz kein SelekMonsvorteil für Parasit
• Kompromiss: zwischen Virulenz des Parasiten und Resistenz des Wirts à evoluMonäre Dynamiken können sich
  entwickeln (KoevoluMon)
• Dichten regulieren sich gegenseiMg
  o hohe Parasitendichte à erhöhte Mortalitätsrate (Todesfälle meist durch SekundärinfekMonen oder Schwächung)
  o hohe Wirtsdichte à erhöhte Übertragungssrate

Question 11

Welche Rolle spielt der Schwellenwert der Wirtsdichte für parasitische Populationen?

Answer 11

Schwellenwert der Wirtsdichte ��
* = Schwellenwert, oberhalb dessen sich Pathogen ausbreiten und unterhalb dessen sich
Pathogen nicht in PopulaMon hält
* à Dichte die Etablierung des Parasiten in der WirtspopulaMon ermöglicht
* HC korreliert mit Kontakthäufigkeit von Wirten
* niedrige HC:
Ökologie Zusammenfassung Jana Mutschelknaus, Ennie Tensil
o Parasiten mit hoher Übertragungsrate (z.B. Vektoren für Plasmodium) und starker ReprodukMon (z.B. SARS-CoV2)
o Parasiten mit Überdauerungsstadien z.B. Fuchsbandwurm
* hohe HC:
o starke Pathogene à Unterbrechen der Übertragung z.B. Ebola-Virus

Question 12

Womit kann lässt sich das epidemiologische Potential einer Parasitose abschätzen?

Answer 12

Basale Reproduktionsrate R_0
* bei Makroparasiten = Anzahl der geschlechtsreifen Parasiten die aus Parasitenindividuum in nächster Generation hervorgehen
o halten durch Koevolutoonsprozesse (Virulenz und Transmission durch Parasit
und Resistenz und Toleranz durch Wirt) R im Bereich von 1

• bei Mikroparasiten = Anzahl von Neuinfektionen, die aus einer bestehenden Infektion
  in der nächsten Generation hervorgehen
  R_0 =
  Anzahl adulter Parasiten in der nächsten Generation/ Anzahl adulter Parasiten in der jetzigen Generation
• Moderne epidemiologische Modelle sollen multiple WirtspopulaMonen und Mobilität
  der PopulaMonen und Kontaktnetzwerke zwischen Individuen einbeziehen

Question 13

Wie kommt es dazu das Parasiten multiple Wirtspopulationen haben?

Answer 13

• Parasiten sind Generalisten à Infizieren von mehreren Wirtsspezies
• Wirt infizieren sich aus gemeinsamem Pool infekMöser Stadien (Eier)
• Überdauerung in Reservoirwirte
  o Persistenz des Parasiten in Abwesenheit des Hauptwirtes
  o bei TBEV (Mck-borne encephaliMs virus) z.B. FSME oder Borreliose
• Übertragung von Parasiten von WildMeren auf HausMere
  o durch HausMer-InfekMon hohe InfekMonsgefahr für Menschen
  o z.B. Echinokokkose durch Fuchsbandwurm oder Tollwut-Virus
  o alle Epidemien naher Vergangenheit sind zoonotischen Ursprungs

Question 14

Welchen Einfluss hat die Mobilität der Wirtspopulation auf die Verbreitung des Parasiten?

Answer 14

WirtspopulaMonen können ihre Parasiten “mitbringen” oder diese “zurücklassen”
* Vektoren der Mikroparasiten können sich auf neue Gebiete verbreiten z.B. Verbreitung
Anopheles durch Klimawandel
* Zwischenwirte von Makroparasiten können wandern z.B. Mäuse, Vögel, Fledermäuse

Question 15

Zusammenfassung Parasiten-Typen und Populationsmodellierung

Answer 15

Parasiten gliedern sich in spezifische funkMonelle Gruppen
à Mikro- und Makroparasiten entlang eines Gradienten der Komplexität
à Parasiten mit direkten (ein Wirt) oder indirekten (zwei Wirte: Zwischenwirt und
Endwirt) Zyklen
- Parasiten können die PopulaMonsentwicklung der Wirte beeinflussen
à zyklischen OszillaMonen der Dichte von Wirt und Parasit (Beispiel: Moorhuhn &
Darmnematode)
à können Konkurrenz zwischen Wirtsarten vermigeln; dies haben wir am Beispiel der
Schlupfwespe und bei der Invasion gebietsfremder Arten (Grauhörnchen) betrachtet
- Das Dispersionsmuster ist i.d.R. aggregaMv
à besMmmt durch Verteilung der Ressource „Wirt“ (da/nicht da)
- Dispersion wird durch Transmission (Übertragung) der Parasiten moduliert
à diese wird durch das Sozialverhalten der Wirte (Herden/Einzelgänger) und deren
Immunkompetenz geprägt
- Moderne epidemiologische Modelle sollen mulMple WirtspopulaMonen und Mobilität
der PopulaMonen und Kontaktnetzwerke zwischen Individuen einbeziehen