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Eastern boundary upwelling provides the conditions for high marine productivity in the Canary Current System off NW-Africa. Despite its considerable importance to fisheries, knowledge on this marine ecosystem is only limited. Here, parasites were used as indicators to gain insight into the host ecology and food web of two pelagic fish species, the commercially important species Trichiurus lepturus Linnaeus, 1758, and Nealotus tripes Johnson, 1865. Fish specimens of T. lepturus (n = 104) and N. tripes (n = 91), sampled from the Canary Current System off the Senegalese coast and Cape Verde Islands, were examined, collecting data on their biometrics, diet and parasitisation. In this study, the first parasitological data on N. tripes are presented. T. lepturus mainly preyed on small pelagic Crustacea and the diet of N. tripes was dominated by small mesopelagic Teleostei. Both host species were infested by mostly generalist parasites. The parasite fauna of T. lepturus consisted of at least nine different species belonging to six taxonomic groups, with a less diverse fauna of ectoparasites and cestodes in comparison to studies in other coastal ecosystems (Brazil Current and Kuriosho Current). The zoonotic nematode Anisakis pegreffii occurred in 23% of the samples and could pose a risk regarding food safety. The parasite fauna of N. tripes was composed of at least thirteen species from seven different taxonomic groups. Its most common parasites were digenean ovigerous metacercariae, larval cestodes and a monogenean species (Diclidophoridae). The observed patterns of parasitisation in both host species indicate their trophic relationships and are typical for mesopredators from the subtropical epi- and mesopelagic. The parasite fauna, containing few dominant species with a high abundance, represents the typical species composition of an eastern boundary upwelling ecosystem.
Die Meteor-Reise 60 besteht aus 5 Fahrtabschnitten im subtropischen Wirbel des Nordatlantiks von den Azoren bzw. Madeira bis zum tropischen Westatlantik. Fahrtabschnitt 1 konzentriert sich auf die Ökologie und Biogeochemie von sogenannten „Seamounts“ im östlichen Atlantik im Rahmen eines EU-Projektes; Fahrtabschnitt 2 umfasst, in Zusammenarbeit mit französischen Kollegen, detailierte seismische und geophysikalische Untersuchungen eines aktiven Segments des Mittelatlantischen Rückens; Fahrtabschnitt 3 ist eine multidisziplinäre (geologisch, biologisch und chemisch) Untersuchung über die Auswirkungen der hydrothermalen Zirkulation am Mittelatlantischen Rücken im Rahmen eines DFG-Schwerpunkt-programms; Fahrtabschnitt 4 ist einer physikalisch-ozeanographische Studie der langfristigen Variation der thermohalien Zirkulation in westlichen Becken des Atlantiks im Kontext des BMBF-CLIVAR programms gewidmet; und Fahrtabschnitt 5 schließlich, ist eine multidisziplinäre (chemisch/biologisch) Untersuchung über die CO2-Aufnahme und die biologische Pumpe in der Wassersäule des nordatlantischen Subtropenwirbels (DFG-Sonderforschungsbereich 460). Der erste Fahrtabschnitt der Reise M 60 dient der physikalischen, biogeochemischen und biologischen Probengewinnung im Rahmen des EU- Projektes OASIS (OceAnic Seamounts: an Integrated Study). OASIS ist ein interdisziplinäres Projekt mit 9 Partnern aus 5 europäischen Ländern und untersucht die funktionale Charakteristik von Seamount-Ökosystemen. Basierend auf 2 Fallstudien werden die Prozesse, die Seamount-Ökosysteme charakterisieren, und ihre Einflüsse auf den umgebenden Ozean beschrieben. Die wissenschaftlichen Ergebnisse, zusammengeführt in einem konzeptionellen Ökosystemmodell, werden Ausgangsbasis für die Entwicklung von generellen und ortspezifischen Managementplänen sein. Das primäre Ziel von OASIS, eine holistische Erfassung von Seamount-Ökosystemen, wird durch die Integration folgender Sachgebiete erreicht: a) Identifikation und Beschreibung der physikalischen Einflußkräfte auf Seamount-Ökosysteme b) Erfassung der Herkunft, Qualität und Dynamik partikulärer organischer Substanz in der Wassersäule und an der Sedimentoberfläche c) Beschreibung von Aspekten der Biodiversität und Ökologie von Seamount-Lebensgemeinschaften und Erfassung ihrer Dynamik und Produktionsmechanismen d) Modellierung der trophischen Ökologie von Seamount-Ökosystemen e) Anwendung der wissenschaftlichen Ergebnisse auf den Naturschutz. Ein weiteres Ziel der Fahrt ist die Erprobung eines neu entwickelten Drucklabors zur Untersuchung von Tiefseeorganismen unter in situ-Druckbdingenungen von bis zu 500 bar.
Background: Worldwide, the number of recorded human hantavirus infections as well as the number of affected countries is on the rise. In Europe, most human hantavirus infections are caused by the Puumala virus (PUUV), with bank voles (Myodes glareolus) as reservoir hosts. Generally, infection outbreaks have been related to environmental conditions, particularly climatic conditions, food supply for the reservoir species and land use. However, although attempts have been made, the insufficient availability of environmental data is often hampering accurate temporal and spatially explicit models of human hantavirus infections.
Methods: In the present study, dynamics of human PUUV infections between 2001 and 2015 were explored using ArcGIS in order to identify spatio-temporal patterns.
Results: Percentage cover of forest area was identified as an important factor for the spatial pattern, whereas beech mast was found explaining temporal patterns of human PUUV infections in Germany. High numbers of infections were recorded in 2007, 2010 and 2012 and areas with highest records were located in Baden-Wuerttemberg (southwest Germany) and North Rhine-Westphalia (western Germany).
Conclusion: More reliable data on reservoir host distribution, pathogen verification as well as an increased awareness of physicians are some of the factors that should improve future human infection risk assessments in Germany.
Freshwater ecosystems are increasingly impacted by alien invasive species which have the potential to alter various ecological interactions like predator-prey and host-parasite relationships. Here, we simultaneously examined predator-prey interactions and parasitization patterns of the highly invasive round goby (Neogobius melanostomus) in the rivers Rhine and Main in Germany. A total of 350 N. melanostomus were sampled between June and October 2011. Gut content analysis revealed a broad prey spectrum, partly reflecting temporal and local differences in prey availability. For the major food type (amphipods), species compositions were determined. Amphipod fauna consisted entirely of non-native species and was dominated by Dikerogammarus villosus in the Main and Echinogammarus trichiatus in the Rhine. However, the availability of amphipod species in the field did not reflect their relative abundance in gut contents of N. melanostomus. Only two metazoan parasites, the nematode Raphidascaris acus and the acanthocephalan Pomphorhynchus sp., were isolated from N. melanostomus in all months, whereas unionid glochidia were only detected in June and October in fish from the Main. To analyse infection pathways, we examined 17,356 amphipods and found Pomphorhynchus sp. larvae only in D. villosus in the river Rhine at a prevalence of 0.15%. Dikerogammarus villosus represented the most important amphipod prey for N. melanostomus in both rivers but parasite intensities differed between rivers, suggesting that final hosts (large predatory fishes) may influence host-parasite dynamics of N. melanostomus in its introduced range.
Background: Bats belong to one of the most species-rich orders within the Mammalia. They show a worldwide distribution, a high degree of ecological diversification as well as a high diversity of associated parasites and pathogens. Despite their prominent and unique role, the knowledge of their parasite-host-relationships as well as the mechanisms of co-evolutionary processes are, partly due to strict conservation regulations, scarce.
Methods: Juvenile specimens of the greater mouse-eared bat (Myotis myotis) from a roosting colony in Gladenbach (Hesse, Germany) were examined for their metazoan endo-and ectoparasite infections and pathogens. Morphometric data were recorded and the individuals were checked for Lyssavirus-specific antigen using a direct immunofluorescence test. For unambiguous species identification, the bats were analysed by cyt-b sequence comparison.
Results: Myotis myotis were parasitized by the six insect and arachnid ectoparasite species, i.e. Ixodes ricinus, Ischnopsyllus octactenus, Ichoronyssus scutatus, Steatonyssus periblepharus, Spinturnix myoti and Cimex dissimilis. Additionally, the nematode Molinostrongylus alatus and the cestode Vampirolepis balsaci were recorded. Each bat was parasitized by at least four species. The parasites showed partially extreme rates of infection, never recorded before, with more than 1,440 parasites per single host. Ichoronyssus scutatus, Steatonyssus periblepharus, Vampirolepis balsaci and Molinostrongylus alatus are recorded for the first time in Germany. A checklist for Europe is presented containing records of 98 parasite species of 14 Myotis species.
Conclusions: The Myotis myotis from Gladenbach (Hesse, Germany) were parasitized by a diverse parasite fauna with high infestation rates. We assume that in juvenile Myotis the number of parasites is generally higher than in adults due to only later acquired immune competence and behavioural adaptations. Our results revealed new insights into parasite fauna of M. myotis and European bats in general. The finding of endoparasitic cyclophyllidean cestodes that have a two-host lifecycle is, considering the stationary behaviour of the juvenile bats, rather unusual and suggests a non-predatory transmission mechanism (e.g. via autoinfection).
A new insight gained from the collated literature was that the European wide composition of the Myotis parasite fauna is dominated by a few specific taxonomic groups in Europe.
The use of parasites as biological tags for discrimination of fish stocks has become a commonly used approach in fisheries management. Metazoan parasite community analysis and anisakid nematode population genetics based on a mitochondrial cytochrome marker were applied in order to assess the usefulness of the two parasitological methods for stock discrimination of beaked redfish Sebastes mentella of three fishing grounds in the North East Atlantic. Multivariate, model-based approaches demonstrated that the metazoan parasite fauna of beaked redfish from East Greenland differed from Tampen, northern North Sea, and Bear Island, Barents Sea. A joint model (latent variable model) was used to estimate the effects of covariates on parasite species and identified four parasite species as main source of differences among fishing grounds; namely Chondracanthus nodosus, Anisakis simplex s.s., Hysterothylacium aduncum, and Bothriocephalus scorpii. Due to its high abundance and differences between fishing grounds, Anisakis simplex s.s. was considered as a major biological tag for host stock differentiation. Whilst the sole examination of Anisakis simplex s.s. on a population genetic level is only of limited use, anisakid nematodes (in particular, A. simplex s.s.) can serve as biological tags on a parasite community level. This study confirmed the use of multivariate analyses as a tool to evaluate parasite infra-communities and to identify parasite species that might serve as biological tags. The present study suggests that S. mentella in the northern North Sea and Barents Sea is not sub-structured.
Die Wärme liebende Asiatische Tigermücke »Aedes albopictus« fühlt sich seit Jahrzehnten im Mittelmeerraum wohl. Sie ist Überträgerin gefährlicher, bisher in Europa nicht verbreiteter Viren. Wird sie sich aufgrund des Klimawandels und anderer Umweltfaktoren weiter nach Norden ausbreiten? Und werden andere eingeschleppte Arten ihr folgen? Das untersucht die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Sven Klimpel mithilfe der ökologischen Nischenmodellierung und genomischer Analysen.
Adaptive Radiation und Zoogeographie anisakider Nematoden verschiedener Klimazonen und Ozeane
(2013)
Anisakide Nematoden sind Parasiten aquatischer Organismen und weltweit in marinen Habitaten verbreitet. Ihre Übertragungswege sind tief im marinen Nahrungsnetz verwurzelt und schließen ein breites Spektrum pelagisch/benthischer Invertebraten (z.B. Cephalopoda, Gastropoda, Crustacea, Polychaeta) und Vertebraten (z.B. Teleostei, Elasmobranchia, Cetacea, Pinnipedia, Aves) als Zwischen- bzw. Endwirte ein. Aufgrund der hohen Befallszahlen u.a. in der Muskulatur und Viszera kommerziell intensiv genutzter Fischarten (z.B. Clupea harengus, Gadus morhua, Salmo salar) sowie ihrer Rolle als Auslöser der menschlichen Anisakiasis nehmen die Vertreter der Gattung Anisakis unter den anisakiden Nematoden eine Sonderstellung ein. Anhand der verbesserten Diagnostik und der Etablierung sowie Weiterentwicklung molekularbiologischer Methoden ist es in den letzten zwei Dekaden gelungen, die bestehende Taxonomie und Systematik der Gattung Anisakis zu erweitern bzw. zu revidieren. Aktuelle molekulare Analysen weisen auf die Existenz von insgesamt neun distinkten Arten hin, welche eine hohe genetische Heterogenität und Wirtsspezifität aufweisen, äußerlich jedoch nahezu identisch sind (sog. kryptische Arten). Trotz kontinuierlicher Forschung auf dem Gebiet ist das Wissen über die Biologie von Anisakis immer noch unzureichend.
Die vorliegende Dissertation ist in kumulativer Form verfasst und umfasst drei (ISI-) Einzelpublikationen. Die Zielsetzung der durchgeführten Studien bestand unter anderem darin, unter Verwendung molekularbiologischer und computergestützter Analyseverfahren, Fragestellungen zur Zoogeographie, (Co-)Phylogenie, Artdiagnostik, Lebenszyklus-Ökologie sowie des bioindikatorischen Potentials dieser Gattung zu bearbeiten und bestehende Wissenslücken zu schließen.
Die Verbreitung von Anisakis, welche bisher ausschließlich anhand von biogeographischen Einzelnachweisen abgeschätzt wurde, konnte durch den angewandten Modellierungsansatz erstmalig interpoliert und in Kartenform vergleichend dargestellt werden. Dabei wurde gezeigt, dass die Verbreitung von Anisakis spp. in den Ozeanen und Klimazonen nicht gleichmäßig ist. Die Analysen deuten auf die Existenz spezies-spezifischer horizontaler und vertikaler Verbreitungsmuster hin, welche neben abiotischen Faktoren durch die Verbreitung und Abundanz der jeweiligen Zwischen- und Endwirte sowie deren Tiefenverteilung und Nahrungspräferenzen geprägt sind.
Durch die umfangreiche Zusammenstellung und anschließende Kategorisierung der (mit molekularen Methoden) geführten Zwischenwirtsnachweise konnten indirekte Rückschlüsse über die vertikale Verbreitung von Anisakis spp. entlang der Tiefenhabitate gezogen werden.
Während Anisakis auf Gattungsebene in der gesamten Wassersäule entlang verschiedener Tiefenhabitate abundant ist, wurde für die stenoxene Art Anisakis paggiae ein meso-/bathypelagisch orientierter Lebenszyklus postuliert. Durch den Einbezug eines breiten Spektrums (paratenischer) Zwischen- und Transportwirte aus unterschiedlichen trophischen Ebenen werden Transmissionslücken im Lebenszyklus der Gattung weitestgehend minimiert und der Transmissionserfolg auf den Endwirt, und damit die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Reproduktion, erhöht. Ausgeprägte Wirtspräferenzen sowie phylogenetische Analysen des ribosomalen ITS-Markers stützen eine Theorie zur co-evolutiven Anpassung der Parasiten an ihre Endwirte. Anisakis eignet sich daher unter Einschränkungen als Bioindikator für die vertikale und horizontale Verbreitung und Abundanz der Endwirte und lässt Rückschlüsse auf trophische Interaktionen im Nahrungsnetz zu. Durch die weitere Beprobung von Zwischenwirten aus verschiedenen trophischen Ebenen in zukünftigen Studien, kann eine genauere Bewertung potentiell abweichender Lebenszyklus-Strategien gewährleistet werden. Insbesondere ist die Datenlage zur Prävalenz und Abundanz anisakider Nematoden in Cephalopoda und Crustacea noch unzureichend. Die Probennahme sollte dabei unter besonderer Berücksichtigung bislang wenig oder unbeprobter geographischer Regionen, Tiefenhabitate und Wirtsarten durchgeführt werden.
Marine nematodes of the genus Anisakis are common parasites of a wide range of aquatic organisms. Public interest is primarily based on their importance as zoonotic agents of the human Anisakiasis, a severe infection of the gastro-intestinal tract as result of consuming live larvae in insufficiently cooked fish dishes. The diverse nature of external impacts unequally influencing larval and adult stages of marine endohelminth parasites requires the consideration of both abiotic and biotic factors. Whereas abiotic factors are generally more relevant for early life stages and might also be linked to intermediate hosts, definitive hosts are indispensable for a parasite’s reproduction. In order to better understand the uneven occurrence of parasites in fish species, we here use the maximum entropy approach (Maxent) to model the habitat suitability for nine Anisakis species accounting for abiotic parameters as well as biotic data (definitive hosts). The modelled habitat suitability reflects the observed distribution quite well for all Anisakis species, however, in some cases, habitat suitability exceeded the known geographical distribution, suggesting a wider distribution than presently recorded. We suggest that integrative modelling combining abiotic and biotic parameters is a valid approach for habitat suitability assessments of Anisakis, and potentially other marine parasite species.
Parasites of the nematode genus Anisakis are associated with aquatic organisms. They can be found in a variety of marine hosts including whales, crustaceans, fish and cephalopods and are known to be the cause of the zoonotic disease anisakiasis, a painful inflammation of the gastro-intestinal tract caused by the accidental consumptions of infectious larvae raw or semi-raw fishery products. Since the demand on fish as dietary protein source and the export rates of seafood products in general is rapidly increasing worldwide, the knowledge about the distribution of potential foodborne human pathogens in seafood is of major significance for human health. Studies have provided evidence that a few Anisakis species can cause clinical symptoms in humans. The aim of our study was to interpolate the species range for every described Anisakis species on the basis of the existing occurrence data. We used sequence data of 373 Anisakis larvae from 30 different hosts worldwide and previously published molecular data (n = 584) from 53 field-specific publications to model the species range of Anisakis spp., using a interpolation method that combines aspects of the alpha hull interpolation algorithm as well as the conditional interpolation approach. The results of our approach strongly indicate the existence of species-specific distribution patterns of Anisakis spp. within different climate zones and oceans that are in principle congruent with those of their respective final hosts. Our results support preceding studies that propose anisakid nematodes as useful biological indicators for their final host distribution and abundance as they closely follow the trophic relationships among their successive hosts. The modeling might although be helpful for predicting the likelihood of infection in order to reduce the risk of anisakiasis cases in a given area.