Mehr als ein Jahrhundert konservierter Fischproben bieten einen seltenen Einblick in langfristige Trends in Parasitenpopulationen. Neue Forschungsergebnisse der University of Washington zeigen, dass Fischparasiten von 1880 bis 2019 stark zurückgegangen sind, eine Zeitspanne von 140 Jahren, als sich der Puget Sound – ihr Lebensraum und die zweitgrößte Flussmündung auf dem US-amerikanischen Festland – erheblich erwärmte.
Die Studie, veröffentlicht in der Woche vom 9. Januar in der Proceedings of the National Academy of Sciences, ist der weltweit größte und längste Datensatz zur Häufigkeit von Parasiten in Wildtieren. Es deutet darauf hin, dass Parasiten möglicherweise besonders anfällig für ein sich änderndes Klima sind.
„Die Leute denken im Allgemeinen, dass der Klimawandel Parasiten zum Gedeihen bringen wird, dass wir mit zunehmender Erwärmung der Welt eine Zunahme von Parasitenausbrüchen sehen werden“, sagte die Hauptautorin Chelsea Wood, eine außerordentliche Professorin für Wasser- und Fischereiwissenschaften an der UW. „Für einige Parasitenarten mag das stimmen, aber Parasiten sind von Wirten abhängig, und das macht sie in einer sich verändernden Welt, in der das Schicksal der Wirte neu gemischt wird, besonders anfällig.“
Während einige Parasiten eine einzige Wirtsart haben, wandern viele Parasiten zwischen Wirtsarten hin und her. Eier werden in einer Wirtsart getragen, die Larven tauchen auf und infizieren einen anderen Wirt, und der Erwachsene kann in einem dritten Wirt geschlechtsreif werden, bevor er Eier legt.
Bei Parasiten, die während ihres Lebenszyklus auf drei oder mehr Wirtsarten angewiesen sind – darunter mehr als die Hälfte der Parasitenarten, die in den Puget Sound-Fischen der Studie identifiziert wurden – zeigte die Analyse historischer Fischproben einen durchschnittlichen Rückgang von 11 % pro Jahrzehnt. Von 10 Parasitenarten, die bis 1980 vollständig verschwunden waren, verließen sich neun auf drei oder mehr Wirte.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Parasiten mit einer oder zwei Wirtsarten ziemlich stabil blieben, aber Parasiten mit drei oder mehr Wirten abstürzten“, sagte Wood. „Das Ausmaß des Rückgangs war schwerwiegend. Es würde Schutzmaßnahmen auslösen, wenn es bei den Arten von Arten auftritt, die den Menschen wichtig sind, wie Säugetieren oder Vögeln.“
Und während Parasiten Angst oder Ekel hervorrufen – insbesondere bei Menschen, die sie mit Krankheiten bei sich selbst, ihren Kindern oder ihren Haustieren in Verbindung bringen – sind die Folgen besorgniserregende Nachrichten für Ökosysteme, sagte Wood.
„Die Parasitenökologie steckt wirklich in den Kinderschuhen, aber was wir wissen, ist, dass diese Parasiten mit komplexem Lebenszyklus wahrscheinlich eine wichtige Rolle dabei spielen, Energie durch Nahrungsnetze zu leiten und Spitzenprädatoren zu unterstützen“, sagte Wood. Sie ist eine der Autorinnen eines Berichts aus dem Jahr 2020, in dem ein Schutzplan für Parasiten dargelegt wird.
Woods Studie gehört zu den ersten, die eine neue Methode verwendet, um Informationen über Parasitenpopulationen der Vergangenheit wiederzubeleben. Säugetiere und Vögel werden mit Taxidermie konserviert, die Parasiten nur auf Haut, Federn oder Fell zurückhält. Fisch-, Reptilien- und Amphibienexemplare werden jedoch in Flüssigkeit konserviert, die auch alle Parasiten konserviert, die zum Zeitpunkt des Todes im Tier leben.
Die Studie konzentrierte sich auf acht Fischarten, die in den Hinter-den-Kulissen-Sammlungen von Naturkundemuseen verbreitet sind. Die meisten stammen aus der UW Fish Collection im Burke Museum of Natural History and Culture. Die Autoren schnitten sorgfältig in die konservierten Fischexemplare und identifizierten und zählten dann die darin entdeckten Parasiten, bevor sie die Exemplare an die Museen zurückgaben.
„Es hat lange gedauert. Es ist sicherlich nichts für schwache Nerven“, sagte Wood. „Ich würde diese Fische gerne in einen Mixer stecken und eine genomische Technik verwenden, um die DNA ihrer Parasiten zu erkennen, aber die Fische wurden zuerst mit einer Flüssigkeit konserviert, die DNA zerkleinert. Also haben wir nur eine normale alte Schuhleder-Parasitologie gemacht. „
Unter den mehrzelligen Parasiten, die sie fanden, befanden sich Arthropoden oder Tiere mit einem Exoskelett, darunter Krebstiere, sowie das, was Wood als „unglaublich prächtige Bandwürmer“ beschreibt: die Trypanorhyncha, deren Köpfe mit hakenbedeckten Tentakeln bewaffnet sind. Insgesamt zählte das Team 17.259 Parasiten von 85 Arten aus 699 Fischproben.
Um den Parasitenrückgang zu erklären, betrachteten die Autoren drei mögliche Ursachen: wie häufig die Wirtsart im Puget Sound vorkam; Verschmutzungsgrad; und Temperatur an der Meeresoberfläche. Die Variable, die den Rückgang der Parasiten am besten erklärte, war die Meeresoberflächentemperatur, die im Puget Sound von 1950 bis 2019 um 1 Grad Celsius (1,8 Grad Fahrenheit) anstieg.
Ein Parasit, der mehrere Wirte benötigt, ist wie eine empfindliche Rube-Goldberg-Maschine, sagte Wood. Die komplexe Reihe von Schritten, die sie durchlaufen müssen, um ihren Lebenszyklus abzuschließen, macht sie an jedem Punkt auf ihrem Weg anfällig für Störungen.
„Diese Studie zeigt, dass es im Puget Sound zu einem großen Parasitenrückgang gekommen ist. Wenn dies in einem so gut untersuchten Ökosystem wie diesem unbemerkt passieren kann, wo könnte es sonst passieren?“ sagte Holz. „Ich hoffe, dass unsere Arbeit andere Ökologen dazu inspiriert, über ihre eigenen Fokusökosysteme nachzudenken, die richtigen Museumsexemplare zu identifizieren und zu sehen, ob diese Trends nur im Puget Sound auftreten oder auch an anderen Orten auftreten.
„Unser Ergebnis lenkt die Aufmerksamkeit auf die Tatsache, dass parasitäre Arten in echter Gefahr sein könnten“, fügte Wood hinzu. „Und das könnte schlimme Folgen für uns haben – nicht nur weniger Würmer, sondern auch weniger parasitengetriebene Ökosystemleistungen, von denen wir mittlerweile abhängig sind.“
Co-Autoren sind Rachel Welicky von der Neumann University in Pennsylvania, die diese Arbeit als Postdoktorandin an der UW durchführte; Whitney Preisser von der Kennesaw State University in Georgia, die diese Arbeit als Postdoktorandin an der UW durchführte; Katie Leslie, eine UW-Forschungstechnologin; Natalie Mastick, eine UW-Doktorandin; Katherine Maslenikov, Managerin der UW Fish Collection im Burke Museum of Natural History and Culture; Luke Tornabene und Timothy Essington, Fakultätsmitglieder für Wasser- und Fischereiwissenschaften an der UW; Correigh Greene am Northwest Fisheries Science Center der NOAA; und John M. Kinsella am HelmWest Laboratory in Missoula, Montana.
Mehr Informationen:
Wood, Chelsea L., Eine Rekonstruktion der Parasitenlast zeigt ein Jahrhundert des klimabedingten Parasitenrückgangs, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2211903120. doi.org/10.1073/pnas.2211903120