Padrões de interações parasito-hospedeiro em diferentes gradientes ambientais

Orientador: Prof. Dr. Andre Andrian PadialTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 17/08/2022Inclui referênciasResumo: Variações nos atributos funcionais dos indivíduos, assim como mudanças no ambiente podem afetar as diversas interações ecológicas, mudando a estrutura e estabilidade da comunidade e funcionamento do ecossistema como um todo. Dentre as interações ecológicas, a associação entre espécies hospedeiras e parasitas é regida por influências diretas e indiretas, configurando sua extrema complexidade. Parasitos sofrem com pressões diretas de seus hospedeiros e com pressões diretas ou indiretas do ambiente. Enquanto características específicas dos hospedeiros levam a diferentes comunidades parasíticas em um indivíduo, população ecomunidade. O ambiente traz mudanças na assembleia dentro de metapopulações e metacomunidades, que podem gerar trocas parasitárias e novas interações, muitas vezes mais virulentas. Com base nisso, compreender os mecanismos que regem as interações parasito-hospedeiro em diferentes escalas e como a estrutura das interações é organizada ao longo de gradientes ambientais pode trazer informações sobre os processos de transmissão parasitária e sobre a dinâmica da interação parasito-hospedeiro dentro de diferentes cenários. De fato, muitas questões ainda estão abertas sobre sua dinâmica em nível local e regional: Quais são os principais propulsores de composição parasitária em metapopulações? Quais fatores influenciam a estrutura das interações intra e interespecíficas em uma metacomunidade de hospedeiros? Como a rede parasito-hospedeiro se estrutura diante de diferentes pressões ambientais? Esta tese procurou investigar tais questões dentro de diferentes gradientes ambientais em comunidades de parasitos de peixe de água doce. Primeiramente foi investigada a estrutura da metacomunidade parasitária em uma metapopulação de peixes de uma planície de inundação. Neste estudo, vimos a mudança na estrutura da metacomunidade parasitária em períodos de seca e cheia do rio e a maior resposta dos ectoparasitos ao ambiente, em relação aos endoparasitos, mais influenciados por atributos funcionais do hospedeiro. Em um segundo momento, analisamos a estrutura da rede parasito-hospedeiro do Rio Guaraguaçu (costeiro com claro gradiente ambiental), levando em conta tanto aspectos intraespecíficos dos hospedeiros quanto as diferentes formas de parasitismo. Aqui mais uma vez foi possível observar a clara influência do ambiente em ectoparasitos, que apresentaram relação positiva entre a estrutura modular de sua rede de interação e o nível de perturbação antrópica do rio. Além disso, averiguamos a importância do fitness individual e a taxa de intensidade de infecção dos hospedeiros na compartimentalização das redes dentro do rio. Por fim, estudamos o padrão de estruturação das interações parasito-hospedeiro dentro da metarede do rio Guaraguaçu. Com isso foi possível analisar o papel e centralidade das espécies hospedeiras e parasitas na conectividade da rede de interação. Neste estudo encontramos um padrão claro de turnover de espécies e interações ao longo do rio, aliado ao conservatismo no papel das espécies. Ou seja, apesar do turnover, as espécies mais centrais de hospedeiros e parasitos foram as mesmas ao longo do rio. Nestes três momentos, separados em capítulos, apresentamos evidências sobre como diferentes mecanismos influenciam diferentes formas parasitárias: endo e ectoparasitismo. Além disso, destacamos a necessidade de considerar as variações intraespecíficas nos estudos das interações parasitárias, e como o ambiente muda a estrutura e estabilidade das interações, filtrando espécies que se tornam mais prevalentes e abundantes. Os resultados desta tese são importantes na compreensão dos mecanismos propulsores da transmissão e infecção parasitária em ambientes em constante mudança ambiental. Com isso, esperamos que os resultados encontrados aqui levem a medidas de monitoramento e gerenciamento de ações de recuperação e conservação dos ecossistemas costeiros e da manutenção da dinâmica das planícies de inundação. Ambos de imensurável importância na manutenção da diversidade global.Abstract: Individual variation, as well as changes in the environment, can affect the various ecological interactions, changing the structure and stability of the community and the functioning of the ecosystem as a whole. Among the ecological interactions, the host-parasite association is governed by direct and indirect influences, configuring its extreme complexity. Parasites suffer from direct pressures from their hosts and direct or indirect pressures from the environment. While specific host characteristics lead to different parasite communities within an individual, population, or community. The environment brings changes in the assembly within metapopulations and meta-communities, which can generate parasite exchanges and new, often more virulent, interactions. Based on this, understanding the mechanisms governing parasite-host interactions in different environmental gradients can bring information about parasite transmission processes and about host-parasite interaction dynamic in different scenarios. Indeed, many questions are still open about the dynamics of parasite-host interactions at local and regional levels: What are the main drivers of parasite composition in metapopulations? What factors influence the structure of intra- and interspecific interactions in a host metacommunity? How is the host-parasite network structure in the face of different environmental pressures? This thesis sought to investigate such questions within different environmental gradients in freshwater fish parasite communities. First, the structure of the parasite metacommunity in a flood- plain fish metapopulation was investigated. In this study, we looked at the change in parasite metacommunity structure in periods of river drought and flood and the greater response of ectoparasites to the environment, relative to endoparasites, which are more influenced by functional host traits. In a second step, we analyzed the structure of the parasite-host network of the Guaraguaçu River (coastal with a clear environ- mental gradient), taking into account both intraspecific aspects of the hosts and the different forms of parasitism. Here, it was possible to observe the clear influence of the environment on ectoparasites, which showed a positive relationship between the modular structure of their interaction network and the level of anthropogenic disturbance of the river. Furthermore, we ascertained the importance of individual fitness and the rate of infection intensity of hosts in the modularity of networks within the river. Finally, we studied the structuring pattern of parasite-host interactions within the Guaraguaçu River metanetwork. With this, it was possible to analyze the role and centrality of host and parasite species in the connectivity of the metanetwork. In this study, we found a clear pattern of species turnover and interactions along the river, coupled with conservatism in the role of species. That is, despite the turnover, the most central host and parasite species were the same along the river. In these three moments, separated into chapters, we present evidence on how different mechanisms influence different parasitic forms: endo- and ectoparasitism. In addition, we high-light the need to consider intraspecific variation in studies of parasite interactions, and how the environment changes the structure and stability of interactions, filtering out species that become more prevalent and abundant. The results of this thesis are important for the understanding of mechanisms driving parasite transmission and infection in environments undergoing constant environmental change. Finally, we hope the results presented here lead to monitoring and management measures for recovery and conservation actions of coastal ecosystems and the maintenance of ?oodplain dynamics. Being both systems of immeasurable importance in maintaining global diversity