Новое исследование показывает, как паразиты формируют сложные пищевые сети

Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, проливает свет на то, как паразиты влияют на сложные взаимоотношения между популяциями хищников и жертв.

Ученые из Факультета науки и инженерии Лондонского университета королевы Марии разработали новый метод анализа, чтобы изучить, как такие факторы, как вирулентность паразита и вероятность заражения, влияют на сосуществование видов в сложной системе «хищник-жертва-паразит».

«Пищевые сети — это сложные системы, в которых виды взаимодействуют друг с другом, — говорит доктор Вейни Хуан, читатель по математической биологии. — Паразиты, массивный, но часто упускаемый из виду компонент этих сетей, могут существенно влиять на их стабильность, воздействуя как на популяции хищников, так и жертв».

Исследовательская группа представляет собой новое междисциплинарное сотрудничество между группой профессора Кристофа Эйзагирра, профессора эволюционной и природоохранной генетики, и доктора Хуана. Вместе с двумя исследователями на ранних этапах карьеры, Аной К. Хихар Ислас и Эми Милн, они тщательно изучили эту сложную систему с помощью математического анализа и стохастического моделирования, учитывающего микроскопические события на индивидуальном уровне, такие как размножение, смерть, конкуренция, заражение и хищничество.

Исследование показало, что стохастичность — случайные колебания численности популяций — играет значительную роль в определении того, будут ли виды сосуществовать или вымрут, особенно на границе между этими состояниями.

Доктор Хуан и Милн сыграли ключевую роль в разработке математической модели. Доктор Хуан поясняет: «Мы обнаружили, что относительная численность зараженных и незараженных особей может быть обратной между популяциями жертвы и хищника. Это неинтуитивное открытие предполагает, что взаимодействие прямых и косвенных эффектов паразита играет значительную роль в формировании распространенности инфекции по всей пищевой сети».

Профессор Эйзагирр подчеркивает важность этого исследования: «Понимание того, как паразиты влияют на динамику пищевых сетей, имеет решающее значение для прогнозирования воздействия изменений окружающей среды на здоровье экосистем, а также рисков распространения инвазивных заболеваний. Наши результаты предоставляют ценную основу для изучения рисков превращения определенных паразитов в инвазивные по мере их перемещения вместе с хозяевами».

«Наши результаты представляют собой ценную основу для понимания того, как эти системы развиваются с течением времени, — заключает доктор Хуан. — Команда разработала дальнейшее исследование, основанное на этой модели, включив в него эволюцию ключевых параметров, таких как затраты на размножение и вероятность заражения, под совместным влиянием экологических и эволюционных факторов».

Это исследование может помочь в природоохранных усилиях, обеспечив более глубокое понимание того, как паразиты могут влиять на устойчивость экосистем. Включая динамику паразитов в экологические модели, биологи-экологи могут разрабатывать более эффективные стратегии для защиты уязвимых видов и поддержания здоровых экосистем.