velikost textu

Hosts and transmission of the crayfish plague pathogen Aphanomyces astaci

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Hosts and transmission of the crayfish plague pathogen Aphanomyces astaci
Název v češtině:
Hostitelé a přenos původce račího moru Aphanomyces astaci
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jiří Svoboda
Školitel:
doc. RNDr. Adam Petrusek, Ph.D.
Oponenti:
Ivana Maguire, Dr.
doc. Japo Jussila
Id práce:
114805
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra ekologie (31-162)
Program studia:
Ekologie (P1514)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
4. 9. 2015
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Aphanomyces astaci, račí mor, přenos, invazní raci, krabi, krevety, spory
Klíčová slova v angličtině:
Aphanomyces astaci, crayfish plague, transmission, invasive crayfish, crabs, shrimps, spores
Abstrakt:
Račí mor decimuje populace evropských druhů raků již více než 150 let, a proto je jeho původce, oomycet Aphanomyces astaci, považován za jednoho ze 100 nejhorších invazních druhů na světě. Původce račího moru je silně přizpůsobený parazitickému způsobu života. Přesto jej lze, podobně jako mnohé další oomycety, izolovat z nemocných raků a pěstovat na agarových médiích (kapitola 7). Životní cyklus A. astaci zahrnuje tři základní stádia: mycelium rostoucí v tkáních hostitelů a zoospory a cysty, což jsou infekční stádia vyskytující se volně ve vodě. Všechny dosud testované severoamerické druhy raků jsou vůči patogenu račímu moru do značné míry odolné, tj. navzdory infekci přežívají poměrně dlouho a nevykazují akutní příznaky nemoci. Proto mohou tyto druhy raků sloužit jako dlouhodobí přenašeči tohoto patogenu. K masivní tvorbě a uvolnění spor z infikovaných severoamerických raků dochází v době svlékání, nebo když jsou raci vystaveni nepříznivým podmínkám či hynou (kapitola 4). Ve svých experimentech jsem však prokázal, že ke sporulaci ze severoamerických raků dochází i mimo období svlékání, a to i když raci nejeví žádné zjevné známky nemoci. Proto musejí být infikovaní severoameričtí raci považováni za stálý zdroj nákazy (kapitola 4). Známé kmeny račího moru byly na základě genetické variability rozděleny do pěti skupin. Každá skupina sdružuje kmeny, které pravděpodobně pocházejí z téhož severoamerického druhu raka. To však nebrání jejich horizontálnímu přenosu na jiné druhy hostitelů (např. kapitoly 2, 4 a 6). Všechny dosud testované druhy raků pocházející z Eurasie či Austrálie byly vůči račímu moru mnohem citlivější než severoameričtí raci. Nicméně, nalezeny byly i populace evropských raků, v nichž je původce račího moru přítomen, ale k hromadným úhynům nedochází. Takové latentní infekce byly dosud hlášeny z několika států včetně Turecka (kapitola 1). Ačkoliv už byly dokumentovány i latentní infekce kmenem pocházejícím ze severoamerického raka signálního (např. kapitola 2), latentní infekce jsou obvykle připisovány kmenům ze skupiny, která byla do Evropy introdukována dříve. Kromě raků byl za hostitele A. astaci označen v minulosti i katadromní krab čínský (Eriocheir sinensis), což jsme nedávno potvrdili i pomocí molekulárních a mikroskopických metod (kapitola 2). Dále jsme prokázali, že infikován může být i semiterestrický krab Potamon potamios, a tak by měli být za potenciální hostitele považováni všichni krabi vyskytující se ve sladkých vodách (kapitola 2). Výsledky experimentů se sladkovodními krevetami, které jsou příbuzné rakům a krabům, naznačily, že k mírnému růstu původce račího moru v některých jedincích a svlečkách pravděpodobně došlo. Žádná kreveta po vystavení sporám však neuhynula (kapitola 3). Ostatní živočichové se zdají být vůči moru odolní. Ani data z naší pilotní studie, která zkoumala několik korýšů nepatřících mezi desetinožce (Decapoda), nenaznačila růst A. astaci v tkáních těchto korýšů, ačkoliv sdíleli jednu lokalitu s infikovanými raky (kapitola 2). Přesto však stále nelze považovat za zcela vyloučenou možnost, že někteří další korýši by se mohli příležitostně stávat hostiteli A. astaci, byť například jen při nepříznivých podmínkách. Klíčovou roli v introdukci a šíření račího moru Evropou sehrály lidské aktivity. První severoameričtí raci byli do Evropy dovezeni za účelem chovu v akvakulturách. Za nedávné introdukce dalších druhů, z nichž některé prokazatelně mohou přenášet račí mor, jsou však nejspíše zodpovědní akvaristé (např. kapitola 6). Obezřetně musí být přistupováno i k vysazování původních evropských druhů raků, a to i v případě, že nejeví známky nemoci (kapitola 1). A zamezeno by mělo být i přesunům a vysazování kraba čínského (kapitola 2). Uvážíme-li existenci latentních infekcí evropských raků a zejména možnost přenosu A. astaci kraby čínskými, mohlo by být šíření račího moru aktivním pohybem nakažených hostitelů významnější, než se donedávna předpokládalo (kapitola 2). Račí mor může být šířen i mrtvými těly hostitelů či jejich částmi; takový přenos byl prokázán i trávicí soustavou ryb. Přenos trávicí soustavou savců a ptáků je však velmi nepravděpodobný (kapitola 5). Další výzkum račího moru bude pravděpodobně často využívat molekulární metody, které by však vždy měly být testovány i vůči dalším oomycetům, které se na nemocných racích vyskytují (kapitola 7). Ve své práci představuji i několik hypotéz, jež by mohly být v budoucnu testovány.
Abstract v angličtině:
The crayfish plague pathogen, the oomycete Aphanomyces astaci, has been decimating populations of European crayfish species for more than 150 years, and is therefore considered one of the 100 worst world’s invasive species. A. astaci is highly specialised for a parasitic life, but it can be isolated from moribund crayfish and grown on synthetic media, as it is the case also for several other oomycetes (chapter 7). The life of A. astaci includes three basic forms: mycelium in host’s tissues, and the infective units occurring in water, zoospores and cysts. All North American crayfish species tested so far have shown some resistance to A. astaci, i.e., they could carry the infection for long, serving as vectors of the pathogen. Massive sporulation from infected North American crayfish starts when the host is moulting, stressed, or dying (chapter 4). However, I could show in my experiments that some sporulation occurs even from apparently healthy and non-moulting American crayfish hosting A. astaci, so infected North American crayfish must be considered a permanent source of the infection (chapter 4). Five genotype groups of A. astaci have already been distinguished. Strains from a particular genotype group probably share the same original host crayfish species of North American origin. Nevertheless, they can be transmitted horizontally to other hosts (e.g., chapters 2, 4 and 6). In contrast to North American crayfish, all crayfish species of Eurasian and Australian origin so far exposed to A. astaci spores were more susceptible. Nevertheless, some populations of European crayfish with latent infection of A. astaci have recently been reported from several countries (including Turkey, chapter 1). Although some chronic infections caused by an A. astaci strain originating from the North American signal crayfish have been reported (e.g., chapter 2), latent infections are usually assumed to be a result of infection with a strain from the first genotype group that had been introduced to Europe. Apart from crayfish, only the catadromous Chinese mitten crab Eriocheir sinensis was reported to host the crayfish plague pathogen, which we have recently confirmed by molecular and microscopic methods (chapter 2). In addition, we have shown that the semi-terrestrial crab, Potamon potamios, can also be infected with the pathogen, so all freshwater-inhabiting crabs should be considered as potential hosts (chapter 2). The experiments with freshwater shrimps, crustaceans related to crabs and crayfish, suggested minor growth of the pathogen in some individuals and exuviae. However, none of the shrimps exposed to A. astaci spores died (chapter 3). Other animals seem to be resistant to the pathogen. Even the data from our pilot research did not suggest any A. astaci growth in non-decapod crustaceans coexisting with infected crayfish (chapter 2). Nevertheless, the possibility that some other crustaceans may become accidental hosts of A. astaci, e.g., when stressed, has still not been entirely rejected. Human activities had a key role in the introduction and dispersal of A. astaci in Europe. While the first North American crayfish have been introduced for aquaculture purposes, more recent introductions of new American crayfish species, some of which are proven A. astaci carriers, have probably been caused by hobbyists (e.g., chapter 6). Close attention must also be paid to the disease status of the crayfish during stocking, even when apparently healthy European crayfish are used (chapter 1). In addition, human-mediated dispersal of the crab E. sinensis should also be prevented (chapter 2). With respect to the recent data on the latent infections of European crayfish, and particularly to the transmission of A. astaci by E. sinensis, the long-distance dispersal by the locomotion of the infected hosts might be more important than it was anticipated (chapter 2). Crayfish plague may be spread also by dead hosts and their body parts, the transmission has been proven even through the digestive tract of fish. In contrast, such a transmission through mammals and birds is highly unlikely (chapter 5). Future research of A. astaci will probably gain from molecular methods. Their specificity, however, should always be tested against other oomycetes that may be present on moribund crayfish (chapter 7). In this thesis, I have also brought several hypotheses that might be tested in future.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jiří Svoboda 5.95 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Jiří Svoboda 21 kB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jiří Svoboda 238 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jiří Svoboda 238 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ivana Maguire, Dr. 271 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Japo Jussila 463 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 400 kB