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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.
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.