Samenvatting:

Parasieten zijn alomtegenwoordig en spelen diverse ecologische rollen, waarvan er één de structuur en dynamiek van voedselwebben beïnvloedt. Ons begrip van hoe parasieten hun invloed uitoefenen blijft echter beperkt. In deze studie gebruiken we een netwerkgebaseerde aanpak om de rol van parasieten bij het vormgeven van de complexiteit van voedselwebben volledig te ontrafelen. Met behulp van een uitgebreide dataset die 120 voedselwebben in verschillende ecosystemen omvat, construeren we bipartiete netwerken die zowel gastheer-parasiet als trofische interacties omvatten. Onze resultaten laten zien dat de aanwezigheid van parasieten de complexiteit van het web aanzienlijk vergroot, vooral in termen van netwerkverbindingen, trofische niveaus en specialisatie. We identificeren verschillende specifieke mechanismen waarmee parasieten de complexiteit van het web aandrijven, waaronder het veranderen van het dieet en het gedrag van de gastheer, het direct consumeren van toproofdieren en het induceren van trofische cascades. Bovendien ontdekken we dat de effecten van parasieten op de complexiteit van het web variëren tussen ecosystemen, waarbij de sterkste effecten worden waargenomen in mariene voedselwebben. Onze studie benadrukt de cruciale rol van parasieten bij het vormgeven van de ingewikkelde architectuur van voedselwebben en voegt een nieuwe dimensie toe aan ons begrip van ecologische gemeenschappen.

Inleiding:

Voedselwebben, ingewikkelde netwerken van onderling verbonden trofische interacties, spelen een cruciale rol bij het handhaven van het functioneren en de stabiliteit van ecosystemen. De structuur en dynamiek van deze netwerken beïnvloeden de stroom van energie en voedingsstoffen, evenals het naast elkaar bestaan ​​en voortbestaan ​​van soorten. Parasieten, organismen die voor overleving en voortplanting afhankelijk zijn van andere organismen, zijn alomtegenwoordig van aard en kunnen verschillende effecten hebben op voedselwebben, van het veranderen van het gedrag van de gastheer tot het direct consumeren van andere organismen. Ondanks hun prevalentie en potentiële impact blijft de rol van parasieten bij het vormgeven van complexe voedselwebben slecht begrepen.

Methoden:

Om de invloed van parasieten op de complexiteit van het web uitgebreid te onderzoeken, hebben we een unieke dataset samengesteld van 120 voedselwebben uit diverse ecosystemen, waaronder terrestrische, zoetwater- en mariene omgevingen. Deze voedselwebben omvatten zowel trofische interacties tussen gastheren en parasieten als interacties tussen gastheer en parasiet. We hebben bipartiete netwerken geconstrueerd, die de verbindingen tussen gastheren en parasieten en de verbindingen tussen gastheren en prooisoorten vertegenwoordigen. Vervolgens werden netwerkanalyses uitgevoerd om verschillende maten van webcomplexiteit te kwantificeren, waaronder connectiviteit (dichtheid van links), trofische niveaus en specialisatie (niche-overlap tussen soorten).

Resultaten:

Uit onze analyses bleek dat de aanwezigheid van parasieten de complexiteit van voedselwebben in alle bestudeerde ecosystemen aanzienlijk verhoogde. Het meest uitgesproken effect werd waargenomen in termen van netwerkverbindingen, waarbij parasitaire voedselwebben hogere waarden vertoonden dan niet-parasitaire voedselwebben. Parasieten verhoogden ook het aantal trofische niveaus en de mate van specialisatie onder gastheersoorten. Deze effecten waren het duidelijkst zichtbaar in mariene voedselwebben, wat erop wijst dat parasieten een bijzonder belangrijke rol spelen bij het structureren van complexe mariene gemeenschappen.

Mechanismen:

Verder onderzoek naar de onderliggende mechanismen bracht verschillende belangrijke manieren aan het licht waarop parasieten de complexiteit van het web aansturen. Eén mechanisme is het veranderen van het dieet en het gedrag van de gastheer. Parasieten kunnen bijvoorbeeld veranderingen in de voedingsvoorkeuren van de gastheer veroorzaken, wat leidt tot de opname van nieuwe prooisoorten en een toename van alleseters. Dit kan resulteren in de uitbreiding en diversificatie van trofische verbindingen, waardoor de webcomplexiteit toeneemt. Een ander mechanisme houdt in dat parasieten de toproofdieren rechtstreeks consumeren, waardoor hun overvloed afneemt en hun controle over lagere trofische niveaus wordt versoepeld. Dit kan leiden tot trofische cascades, waarbij de vrijlating van prooisoorten ervoor zorgt dat hun populaties kunnen toenemen en diversifiëren, wat bijdraagt ​​aan de algehele complexiteit van het voedselweb.

Discussie:

Onze studie levert overtuigend bewijs dat parasieten een cruciale rol spelen bij het vormgeven van de structuur en complexiteit van voedselwebben. Door gebruik te maken van een netwerkgebaseerde aanpak en het analyseren van een uitgebreide dataset, konden we de mechanismen ophelderen die ten grondslag liggen aan de invloed van parasieten op de complexiteit van het voedselweb. Onze bevindingen vergroten ons begrip van de ecologische rol van parasieten en benadrukken het belang van het overwegen van hun aanwezigheid en effecten bij het bestuderen van de dynamiek van het voedselweb en het functioneren van ecosystemen. Toekomstig onderzoek zou zich moeten concentreren op het onderzoeken van de temporele dynamiek van parasiet-gastheer-interacties en hun trapsgewijze effecten op voedselwebben, evenals de implicaties van door parasieten geïnduceerde webcomplexiteit voor de stabiliteit en veerkracht van ecosystemen.