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Biogeografía de los
parásitos sanguíneos en
un hospedador aviar
modelo con diversas
estrategias migratorias:
la curruca capirotada
Sylvia atricapilla
8 de diciembre de 2014
Antón David Pérez Rodríguez
Tesis Doctoral
Introducción General
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
La pieza que falta…
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
La pieza que falta…
Afectando a la eficacia biológica de sus hospedadores…
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
El efecto del parasitismo
… los parásitos están entre los principales agentes evolutivos.
El efecto de los parásitos ¿es el mismo en todas partes?
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
La GRAN pregunta…
No, no lo es.
El efecto de los parásitos ¿es el mismo en todas partes?
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
La GRAN pregunta…
No, no lo es.
¿Qué factores determinan
las diferencias en el
impacto de los parásitos?
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
Parasitismo y variaciones ambientales
Los patrones a escala
global de clima
determinan la
distribución de la
biodiversidad; parásitos
incluidos.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
Parasitismo y variaciones estacionales
Los cambios estacionales hacen que la
biodiversidad varíe también a lo largo del año.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
Parasitismo y variaciones geográficas
Grado de aislamiento
Div
ersi
dad
Las barreras geográficas crean diferencias
adicionales respecto a la diversidad de parásitos.
La concurrencia de un vector favorece las perspectivas de un parásito de
transmitirse, pero también lo hace más dependiente de los factores
ambientales considerados.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
El papel de los vectores
Frente a la estabilidad ecológica de los procesos naturales, los cambios
asociados a la acción humana son mucho más veloces:
- Cambios climáticos.
- Cambios en la estructura del hábitat.
- Introducción de especies exóticas…
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
El parasitismo y los cambios asociados a la acción humana
Las enfermedades
emergentes son una de
las principales amenazas
para la salud humana y
la conservación de la
biodiversidad.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
Escogiendo modelos de estudio
¿Hay algún modelo de estudio
adecuado para examinar
todas estas cuestiones?
Los hemosporidios son un grupo muy diverso de protozoos parásitos (filo
Apicomplexa) transmitidos por vectores (dípteros hematófagos). Las
especies que infectan aves pertenecen principalmente a los géneros…
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
Un grupo de parásitos: los hemosporidios aviarios
Plasmodium
Transmitidos por mosquitos
(Fam. Culicidae)
Haemoproteus
Transmitidos por moscas piojo
(Fam. Hippoboscidae) y
Culicoides spp.
Leucocytozoon
Transmitidos por moscas
negras (Fam. Simuliidae)
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
Un hospedador: la curruca capirotada
1. Sirve como hospedador a una comunidad de hemosporidios
muy diversa, incluyendo muchos parásitos específicos.
La curruca capirotada es un hospedador modelo adecuado porque:
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
Un hospedador: la curruca capirotada
2. Es una especie abundante y
bien distribuída, capaz de vivir
en lugares con condiciones
ambientales muy distintas.Invernante
Estival
Todo el año, repr.
migradores
Todo el año, repr.
sedentarios
En la península Ibérica
poblaciones de currucas
cercanas pueden presentar
condiciones ambientales y
comportamientos migratorios
distintos.
En Madeira y Canarias se
pueden estudiar las
comunidades de parásitos de
currucas en aislamiento
reciente.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Introducción General
Y una zona de estudio: la península Ibérica y la Macaronesia
Material y Métodos comunes
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Material y Métodos
Detección e identificación de hemosporidios
Extracción de ADN. Amplificación por
PCR y secuenciación de un fragmento del
citocromo b de los parásitos presentes
Toma de muestras de sangre
Captura de aves con redes
Determinantes ecológicos de la diversidad de parásitos
Objetivo general: determinar qué variables ambientales presentan
relación con la diversidad de hemosporidios y pueden por tanto ser
usadas en modelos predictivos.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo II
Determinantes ecológicos de la diversidad de parásitos
Preguntas concretas:
- ¿Pueden elaborarse modelos razonablemente buenos usando las
variables normalmente disponibles (clima y hábitat)?
- ¿Qué importancia relativa tienen las variables climáticas (de
evolución futura predecible) frente a las no climáticas?
- ¿Varía la importancia de las distintas variables y el sentido del
efecto de las mismas entre los distintos géneros de parásitos?
Haemoproteus Leucocytozoon Plasmodium
Linajes especialistas
Linajes generalistas
882 aves de 37 localidades peninsulares. 65,3 % de prevalencia total. 24 linajes distintos.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo II
Determinantes ecológicos de la diversidad de parásitos
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo II
Determinantes ecológicos de la diversidad de parásitos
Hay diferencias de riqueza y prevalencia entre géneros y localidades.
Riqueza (N)
Prevalencia
(%)
Sedentarias
Migradoras
* * * * *
*
*
*
*
* **
* *
*
*
*
* **
**
*
*
Temperatura:
Haemoproteus y Leucocytozoon:
Plasmodium: +-
Precipitación:
Haemoproteus y Leucocytozoon:
Plasmodium: -+
Altitud y pendiente:
Haemoproteus y Leucocytozoon:
Plasmodium:
Usos del suelo: poco relevantes-
+
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo II
Determinantes ecológicos de la diversidad de parásitos
La importancia de las variables ambientales y el sentido del efecto de las
mismas varía entre géneros de acuerdo con los requerimientos ecológicos
de sus vectores.
Las variables ambientales presentan una correlación significativa con la
diversidad de parásitos hemosporidios: es razonable elaborar modelos de
diversidad de parásitos basados en variables climáticas y orográficas.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo II
Determinantes ecológicos de la diversidad de parásitos
Distribución de la diversidad de hemosporidios y cambio global
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo III
Distribución de la diversidad de hemosporidios y cambio global
Presente:
La distribución de las
regiones ibéricas donde
se espera una mayor
diversidad actual de
hemosporidios concuerda
con sus preferencias
ambientales.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo III
Distribución de la diversidad de hemosporidios y cambio global
Futuro: Temperatura: ↑ Precipitación: ↓ Se espera que se
expandan las áreas bajo una gran influencia de Plasmodium
y que se contraigan las de Haemoproteus y Leucocytozoon.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo III
Distribución de la diversidad de hemosporidios y cambio global
Tendencia futura:
Una comunidad más simple
y más homogénea, y de
elementos más virulentos.
-
+
-
Patrones de transmisión estacional en hemosporidios
Campo de Gibraltar (Cádiz): coexistencia invernal entre
currucas migrantes de distintos orígenes.
571 aves, capturadas mensualmente entre septiembre y
marzo (periodo de coexistencia invernal completo).
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo IV
Patrones de transmisión estacional en hemosporidios
Hay tres patrones de transmisión estacional:
- No estacional
- Estacional
- Estacional extendida
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo IV
Patrones de transmisión estacional en hemosporidios
Primavera Verano OtoñoInvierno
Ab
un
da
nci
a
¿Cómo de exitosas
son cada una de
estas estrategias?
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo IV
Patrones de transmisión estacional en hemosporidios
Haemoproteus parabelopolskyi: reconstrucción del estado
ancestral del tipo de transmisión y del hospedador.
S. atricapilla
S. borin
S. abyssinica
Haemoproteus spp.
Haemoproteus
parabelopolskyi
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo IV
Patrones de transmisión estacional en hemosporidios
Tr. estacional
Tr. est. extendidaTr. continua
Cambio hospedador
- Parásitos originados en S.
atricapilla y con transmisión
estacional.
- La transmisión estacional
extendida y la transmisión continua
han aparecido en varias ocasiones
recientes independientes.
- Mayor éxito ecológico no
acompañado de un mayor éxito
evolutivo: los parásitos con
trasmisión estacional persisten y se
diversifican más.
Hemosporidios en currucas de Canarias y Madeira
- El estudio de las comunidades de parásitos insulares nos permite…
… revelar diferentes patrones de colonización entre islas.
… descubrir cómo ciertos rasgos de los parásitos se ven modificados en
un ambiente insular.
… ver diferencias en el proceso de coevolución entre parásitos y
hospedadores en distintas islas.
- Deducir qué características hacen de un parásito un buen colonizador (o
no) nos ayuda a entender los patrones de expansión de parásitos emergentes.
- Las propias islas son comunidades especialmente susceptibles al efecto de
parásitos introducidos.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo V
Hemosporidios en currucas de Canarias y Madeira
Objetivo: testar varias predicciones relacionadas con los procesos de
llegada y establecimiento de los parásitos en nuevas regiones.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo V
Hemosporidios en currucas de Canarias y Madeira
Predicciones:
- La diversidad de parásitos debería estar negativamente
correlacionada con la distancia al continente.
- Los parásitos frecuentes en el continente deberían aparecer con
mayor probabilidad en las islas.
- Los parásitos generalistas deberían predominar con respecto a los
especialistas.
380 currucas capturadas en las islas donde la especie se reproduce.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo V
Hemosporidios en currucas de Canarias y Madeira
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo V
Hemosporidios en currucas de Canarias y Madeira
La diversidad disminuye con la
distancia al continente
Pese a que el aislamiento de las currucas insulares es muy tenue y reciente,
ambas comunidades de parásitos difieren notablemente.
Biogeografía de los hemosporidios de Sylvia atricapilla: Capítulo V
Hemosporidios en currucas de Canarias y Madeira
Península Ibérica Macaronesia
• Comunidad de parásitos diversa
• Prevalencia alta (65,3 %)
• Parásitos especialistas
• Dominada por linajes de
Haemoproteus (12 de 24)
• Comunidad de parásitos simple
• Prevalencia baja (7,8 %)
• Parásitos generalistas
• Dominada por linajes de
Leucocytozoon (4 de 6)
Agradecimientos
Este trabajo ha sido financiado gracias a los Proyectos de Plan Nacional de I+D CGL2007-62937/BOS y CGL2010-
15734/BOS, a una beca de Formación de Personal Universitario del Ministerio de Educación (ref. AP2007-01176) y a
ocho meses de subsidio por desempleo del SEPE.
Los Ministerios de Medio Ambiente de España y Portugal, así como los departamentos responsables de los distintos
Gobiernos Autonómicos, Provinciales y Cabildos Insulares en donde se llevó a cabo el trabajo de campo; otorgaron los
permisos necesarios para la captura y toma de muestras de aves.
Sofía
Fernández
González
Iván de la
Hera
Fernández
Javier Pérez
Tris
Demás coautores: Álvaro Ramírez, David S. Richardson, Staffan Bensch
Agradecimientos
Contacto: anton.perez.rodriguez@gmail.com
Agradecimientos
… y muchas
gracias a todos
por su atención
Contacto: anton.perez.rodriguez@gmail.com
Biogeografía de los
parásitos sanguíneos en
un hospedador aviar
modelo con diversas
estrategias migratorias:
la curruca capirotada
Sylvia atricapilla
8 de diciembre de 2014
Antón David Pérez Rodríguez
Tesis Doctoral