velikost textu

The crayfish plague pathogen Aphanomyces astaci in its introduced ranges: vectors, introduction pathways, genetic variation and host-pathogen interactions

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:
The crayfish plague pathogen Aphanomyces astaci in its introduced ranges: vectors, introduction pathways, genetic variation and host-pathogen interactions
Název v češtině:
Vektory, šíření a genetická variabilita patogenu račího moru v oblastech, kam byl zavlečen
Typ:
Disertační práce
Autor:
Agata Mrugala, M.Sc., Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Adam Petrusek, Ph.D.
Oponenti:
Dr. Leopold Füreder
Trude Vralstad, M.Sc., Ph.D.
Id práce:
130383
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra ekologie (31-162)
Program studia:
Ekologie (P1514)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
2. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
NICS, alien species, račí mor, Aphanomyces astaci, Procambarus, Orconectes, dopady invazních druhů
Klíčová slova v angličtině:
NICS, nepůvodní druhy, crayfish plague, Aphanomyces astaci, Procambarus, Orconectes, invasive species impacts
Abstrakt:
– ABSTRAKT – Patogen račího moru, Aphanomyces astaci, je zodpovědný za významný úbytek a lokální vymizení populací původních evropských druhů raků, v důsledku čehož byl zařazen mezi 100 nejhorších invazních druhů světa. Při šíření A. astaci mají významnou roli jeho původní hostitelé, severoamerické druhy raků, jež si během dlouhé koevoluce vybudovaly efektivní obranné mechanismy proti tomuto patogenu. Naproti tomu evropské, asijské či australské druhy raků jsou vůči nákaze velmi citlivé. Průběh infekce evropských populací různými kmenu patogenu se ale často liší, což naznačuje, že existuje variabilita ve virulenci různých genotypů A. astaci. To se ukázalo i v experimentech, při kterých jsme evropské raky říční vystavili infekci třemi různými kmeny A. astaci: sledované parametry račí imunity skutečně závisely na virulenci příslušného patogenu. V evropských vodách se v současnosti vyskytuje minimálně osm amerických druhů raků. U šesti z nich, včetně Orconectes cf. virilis v Nizozemí a Anglii, bylo prokázáno, že ve volné přírodě patogen račího moru přenášejí. V nizozemských vodách jsme potvrdili přítomnost A. astaci jak u několika amerických druhů raků, tak u migrujícího kraba čínského. Rozdíly v prevalenci patogenu v populacích jednotlivých potenciálních hostitelů souvisely zejména s jejich introdukční historií a lokální koexistencí druhů. Za účelem lovu nebo akvakultury byly americké druhy raků introdukovány i na další kontinenty, mimo jiné se tak dostal rak signální a rak červený do Japonska. V invadovaných oblastech proto tyto druhy mohou ohrožovat místní raky přenosem račího moru podobně, jako se to stalo v Evropě. Prvním dobře doloženým případem nákazy introdukovaných populací amerických raků mimo evropský kontinent je naše studie potvrzující přítomnost A. astaci v populacích obou výše zmíněných druhů v Japonsku. To naznačuje, že račí mor mohl mít významný podíl na úbytku japonského endemického druhu Cambaroides japonicus. Chov akvarijních raků se v poslední době stal rozšířeným fenoménem. Bohužel s nárůstem jeho popularity v Evropě přibylo i vysazování exotických račích druhů do volných vod. Naše studie zaměřená na potenciální výskyt A. astaci v různých druzích raků dostupných v online i kamenných obchodech v Německu a ČR potvrdila, že obchod s akvarijními druhy může být zdrojem šíření patogenu račího moru i jiných významných nemocí korýšů. V důsledku toho se může z domácích akvárií dostat račí mor i do volné přírody. Patogen se může u akvaristů šířit mezi raky horizontálně a tak nakazit i hostitelské druhy, u nichž by se nákaza neočekávala – např. partenogenetického raka pruhovaného. Tento mezi akvaristy velmi rozšířený taxon byl nalezen ve vodách několika evropských zemí včetně Slovenska, kde jsme nedávno zdokumentovali jeho šíření do nových lokalit. Ačkoli nebyl patogen račího moru potvrzen v žádné ze třech studovaných slovenských populací, v případě kontaktu šířícího se raka mramorovaného s jinými nakaženými hostitelskými druhy může k jeho nakažení v budoucnosti dojít. I okrasné druhy raků pocházející z jiných oblastí než Severní Ameriky mohou potenciálně přispívat k šíření račího moru, zejména pokud se ukáže, že některé populární druhy mají vůči A. astaci zvýšenou odolnost. Experimentální infekce australského raka Cherax destructor skutečně prokázaly, že je méně citlivý na nákazu patogenem račího moru než rak říční. Vysazování C. destructor by proto mohlo vést ke vzniku nových rezervoárů této nemoci. Nedávno potvrzená schopnost sladkovodních krabů hostit její patogen navíc naznačila, že i další desetinožci včetně sladkovodních krevet by mohly přispívat k šíření patogenu na citlivé hostitele. Ačkoli naše laboratorní experimenty se dvěma druhy akvarijních krevet prokázaly jejich rezistenci vůči A. astaci, v některých jedincích a jejich svlečkách jsme dokumentovali růst patogenu. Studium této skupiny jako potenciálních hostitelů nebo vektorů patogenu račího moru proto vyžaduje další pozornost.
Abstract v angličtině:
– ABSTRACT – The crayfish plague pathogen, Aphanomyces astaci, is responsible for substantial declines and local extinctions of native European crayfish populations. As a consequence, the pathogen is now listed among 100 world’s worst invasive alien species. The spread of A. astaci is greatly facilitated by its natural hosts, North American crayfish, that thanks to a long co-evolutionary history with the crayfish plague pathogen evolved efficient defence mechanisms. In contrast, European, Australian and Asian crayfish species are highly susceptible to this disease agent. However, progress of A. astaci infection in native European crayfish was observed to differ between distinct pathogen strains, indicating variability in their virulence. Indeed, we demonstrated a relationship between patterns in crayfish immune response and A. astaci virulence in an experimental infection involving the European noble crayfish and three differently virulent crayfish plague strains. The European continent is currently inhabited by at least eight North American crayfish species. The carrier status was confirmed in six of them, including also Orconectes cf. virilis occurring in the Netherlands and the UK. In this country, we detected Aphanomyces astaci presence in some populations of the non-indigenous crayfish species as well as in individuals of the introduced catadromous crab, with the observed variation in pathogen prevalence among hosts linked to their introduction history and coexistence. Moreover, owing to aquaculture and stocking to open waters, several North American crayfish species established populations also on other continents as, e.g., Procambarus clarkii and Pacifastacus leniusculus in Japan. Therefore, as happened in Europe, they may pose a threat to endemic crayfish diversity. As the first such case, we confirmed the crayfish plague infection in Japanese populations of both crayfish species, indicating that A. astaci may have contributed to declines of the Japanese endemic crayfish Cambaroides japonicus. The trade in ornamental crayfish species is nowadays a very popular hobby. Unfortunately, its rapid growth coincides in Europe with exotic crayfish releases to open waters. Our screening for A. astaci presence in various non-European crayfish species available for sale in Germany and the Czech Republic confirmed that aquarium trade may represent a source of crayfish plague pathogen (as well as other crustacean diseases), and hence may contribute to A. astaci spread to the natural environment with crayfish released from home aquaria. Furthermore, the crayfish plague pathogen may be also transmitted horizontally within shop facilities to presumably uninfected crayfish species, such as the parthenogenetically reproducing marbled crayfish. This widely traded crayfish taxon has been introduced to open waters in several European countries, including Slovakia where its recent expansion has been documented. Although I have not detected A. astaci in any of the three studied Slovak populations, the marbled crayfish might acquire the infection from the North American crayfish species encountered during its expansion. Even ornamental crayfish of non-American origin may contribute to crayfish plague spread, if popular and widely available species exhibit elevated resistance. Experimental infection of the Australian Cherax destructor with A. astaci indeed indicated its decreased susceptibility, in comparison to European noble crayfish. Thus, C. destructor releases may result in formation of new pathogen reservoirs. Moreover, recently reported A. astaci infection in two crab species raised concerns that freshwater shrimps may also facilitate crayfish plague transmission to susceptible hosts. Although laboratory experiments with two ornamental Asian shrimp species revealed their resistance to A. astaci, pathogen growth was observed in some individuals and exuviae. Therefore, their potential to act as A. astaci vectors warrants further evaluation.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Agata Mrugala, M.Sc., Ph.D. 8.49 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Agata Mrugala, M.Sc., Ph.D. 81 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Agata Mrugala, M.Sc., Ph.D. 83 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Agata Mrugala, M.Sc., Ph.D. 486 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Leopold Füreder 52 kB
Stáhnout Posudek oponenta Trude Vralstad, M.Sc., Ph.D. 409 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 445 kB