Паразиты и хозяева могут по-разному реагировать на потепление

Организмы, зараженные паразитами, могут реагировать на изменение температуры иначе, чем их незараженные собратья. Исследование системы "хозяин-паразит" в прибрежных водах юго-востока США показало, что повышение температуры всего на 2 °C может быть достаточно для локального вымирания паразита, поскольку зараженные хозяины не способны выжить при более высокой температуре.

Ведущий автор Алисса Геман отмечает, что до 30–40% популяции в этой системе заражено, и такая большая доля с иной реакцией на температуру влияет на реакцию всей популяции. Для прогнозирования реакции организмов на изменения среды необходимо учитывать реакцию зараженных особей.

Исследование "Host and parasite thermal ecology jointly determine the effect of climate warming on epidemic dynamics" опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Система "хозяин-паразит"

Объектом изучения стала популяция краба-плавунца (flatback mud crab) на устричных рифах у Саванны, Джорджия, и инвазивного паразита — усоногого рака из Мексиканского залива. Паразит кастрирует хозяина и образует внешний репродуктивный орган, производящий свободноплавающих личинок, которые ищут новых незараженных крабов.

Эксперименты и результаты

Геман провела серию лабораторных экспериментов, чтобы установить температурные диапазоны для паразитов и крабов на разных стадиях цикла: незараженные, зараженные (колонизированы, но не производят потомство) и инфицированные (активно производят потомство паразита). Она измеряла выживаемость крабов и репродуктивный успех паразита при разных температурах, соответствующих годовому диапазону в регионе.

Результаты показали значительные различия в выживаемости крабов в зависимости от стадии заражения и температуры. С повышением температуры заражение паразитом снижает выживаемость хозяев.

Моделирование и прогнозы

Совместно с Ричардом Холлом была разработана модель системы с учетом разных стадий болезни и данных экспериментов. Модель, использующая 12-летние данные о температуре воды с сайта Georgia Coastal Ecosystem Long Term Ecological Research, воспроизвела наблюдаемый в природе сезонный цикл: пик заражения зимой и ранней весной, спад летом при повышении температуры.

Прогнозы модели для сценариев потепления:

• При повышении средней недельной температуры на 1 °C уровень заражения снизится.
• При повышении на 2 °C прогнозируется полное локальное вымирание популяции паразита.

Анализ данных вдоль атлантического побережья показал, что потепление, вероятно, не расширит ареал паразита на север. Однако в широтах от 34 до 40 (примерно от Уилмингтона, Северная Каролина, до Томс-Ривер, Нью-Джерси) условия, благоприятные для передачи паразита, будут сохраняться больше недель в году, что может усилить передачу в существующих северных локациях.

Важное допущение: прогноз предполагает, что ни паразит, ни хозяин не адаптируются к повышающимся температурам.

Старший автор работы Джеб Байерс подчеркивает: "Это исследование показывает, что более теплый мир — не всегда более "больной" мир. Важно учитывать специфику термических реакций и хозяина, и паразита".