Gruppenleben bedeutet Sicherheit vor Raubtieren, aber schlimmere Krankheiten für Guppys

Vögel einer Feder strömen zusammen, aber wenn sich Guppys versammeln, bekommen sie wirklich böse Würmer.

Neue Forschungen der University of Pittsburgh zeigen, dass Fische, die sich zusammenschließen, um nicht gefressen zu werden, Gefahr laufen, schlimmere Parasiten zu züchten – ein Muster, das wahrscheinlich im gesamten Tierreich üblich ist und sogar bei einigen menschlichen Krankheiten der Fall sein kann.

„Es gibt so viele tierische Wirte, die in Schwärmen oder Herden leben, um sich gegen Raubtiere zu verteidigen“, sagte der Hauptautor Jason Walsman, ein Postdoktorand in Biologie an der Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences. „Raubtiere, die Wirte in die Arme von immer tödlicheren Parasiten treiben, sollten oft passieren – es passiert wahrscheinlich jeden Tag bei Hunderten oder Tausenden von Arten.“

Die Spezies, die Walsman untersucht, sind Guppys auf der Insel Trinidad, ein unwahrscheinlicher Star jahrzehntelanger Evolutionsforschung. In einigen Gegenden werden diese Guppys von allen möglichen größeren Fischen gefressen, also drängen sie sich zur Sicherheit zusammen; andere leben ein relativ stressfreies Leben in flussaufwärts gelegenen Utopien, geschützt durch unpassierbare Wasserfälle vor den hungrigen Raubtieren flussabwärts. Diese Unterschiede machen sie zur perfekten Studienart, um zu verstehen, wie Raubtiere den Weg der Evolution ihrer Beute lenken.

Unter Verwendung von Daten aus früheren Experimenten erstellte Walsman ein vereinfachtes mathematisches Modell, um zu beschreiben, wie sich Guppys und ihre Plattwurmparasiten entwickeln. Dann führte das Team, darunter die Assistenzprofessorin für Biowissenschaften Jessica Stephenson, Experimente mit Wurm-Guppys durch, die in Trinidad gesammelt wurden. Sie fanden die gleichen Ergebnisse, die ihr Modell vorhergesagt hatte: In sozialeren Gruppen von Fischen hatten sich ihre Parasiten zu tödlicheren entwickelt.

Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse letzten Monat in der Zeitschrift Naturökologie und Evolution.

„Die größte Überraschung war, wie gut es funktionierte: Wir sagten dem Modell, es solle die Virulenz vorhersagen, die sich in diesen Populationen entwickeln würde, und es trifft sie auf 10 % genau“, sagte Walsman. „Wenn Sie an Physik gewöhnt sind, klingt das vielleicht nicht sehr genau, aber für Ökologie ist das verrückt genau.“

Das Modell des Teams baut auf der Idee auf, dass Parasiten zwar oft ihre Wirte schädigen, ihr wahres evolutionäres Ziel jedoch darin besteht, einfach mehr aus sich selbst zu machen. Aber wenn mehrere Parasiten um denselben Wirt konkurrieren, wird es zu einem Wettrüsten, bei dem derjenige gewinnt, der sich schneller reproduziert, und der Wirt zum Kollateralschaden wird.

Für Guppys besteht diese Bedrohung in Form eines einzigartigen Plattwurmparasiten, der auf ihrer Haut lebt: Gyrodactylus, manchmal auch als Parasit der russischen Nistpuppe bezeichnet. „Sie sind super charismatisch. Es ist so cool“, sagte Stephenson. „Wenn ein Mutterwurm den Tochterwurm zur Welt bringt, springt sie einfach aus der Mutter heraus und klammert sich an den Fisch neben ihr. Und dann kann der Mutter ein Penis wachsen und andere Würmer befruchten.“

Und dieser seltsame Spitzname? Das liegt daran, dass die Töchter bereits schwanger geboren werden, was es ihnen ermöglicht, sich alarmierend schnell zu vermehren, erklärte Walsman. „Es ist nur Würmer auf Würmer auf Würmer.“

Je sozialer die Gruppe der Guppys ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie Wurmstämme austauschen und Sorten züchten, die eine größere Bedrohung darstellen, bestätigte das Team. Ihre Ergebnisse zeigten, dass diese Superwürmer für Guppys möglicherweise sogar gefährlicher sind als hungrige Raubtiere.

Ironischerweise hätte die COVID-19-Pandemie für eine Studie über soziale Distanzierung das Projekt fast zum Erliegen gebracht. Mehrere Labormitarbeiter waren im März 2020 in Trinidad, um Fische zu sammeln, und erst beim zweiten Versuch gelang es ihnen, eine Lieferung mit Wurmfischen für Laborexperimente nach Pittsburgh zurückzubringen. Auch die Rückreise nach Hause bedeutete, durch Menschenmassen am Flughafen zu navigieren, die das Land verließen. „Es war so stressig, aber sie sind alle sicher zurückgekommen, also fühlte es sich wie ein riesiger Sieg an“, sagte Stephenson.

Als soziale Tiere können Menschen einige der gleichen evolutionären Prozesse beherbergen, die das Team beschreibt, aber nur im Fall einiger Krankheiten. Influenza ist ein Beispiel, das die richtigen Kriterien zu erfüllen scheint: Mehrere Varianten können in derselben Person koexistieren, und schädlichere Varianten verbreiten sich effektiver zwischen Menschen.

Aber über den Menschen hinaus bietet die Studie eine neue Perspektive für Wissenschaftler, die verstehen wollen, wie ganze Ökosysteme funktionieren. Das soziale Leben von Tieren auf der ganzen Welt – und damit auch, wo sie leben und wie sie sich verhalten – wird wahrscheinlich von der doppelten Bedrohung, gefressen zu werden und krank zu werden, geprägt.

„Die Leute sprechen über das Leben in Gruppen als diese wirklich wichtige Verteidigung gegen Raubtiere, und es hat all diese Vorteile, die damit verbunden sind“, sagte Stephenson. „Aber wenn Parasiten super virulent werden, dann werden sie vielleicht noch problematischer als diese Art der seltenen Chance, gefressen zu werden. Diese Studie legt nahe, dass die Sozialität der Tiere wirklich vom Gleichgewicht dieser Kräfte bestimmt werden sollte.“