• Základní údaje o předmětu: • • přednáška: úterý, od 15.00 do 17.00 hodin, • • budova A32, místnost 329 • • zkouška (ústní/písemná) se bude konat v kampusu MU Bohunicích v pavilonu Ústavu botaniky a zoologie A31 v místnosti 332 – bude info mailem ??? • • studijní materiály na IS – prezentace • • • Obecná parazitologie Je dobré mít svého symbionta ! C:\Users\para\Desktop\ZK\IMG_20161122_132124_1.jpg Podstata obecné (evoluční/teoretické) parazitologie Obecná/Evoluční parazitologie Ekologie Evoluce Imunologie Molekulární genetika Obecná parazitologie •Struktura dnešní přednášky: • •Úvodní část přednášky •Studijní doporučená literatura •Z historie čs. parazitologie •Parazitologie jako komplexní vědecká disciplína •Organismus jako prostředí •Základní parazitologické pojmy • • • • • • • •Vznik a evoluce parazitismu •Význam parazitismu pro přírodu a člověka •Výhody a nevýhody parazitismu •Budoucnost parazitologie •Paraziti jako bioindikátoři •Parazitismus a symbióza • • • • • • •Studijní a doporučená literatura Satyu Yamaguti - Wikipedia Alexandr Dogiel Satyu Yamaguti Heinz Melhorn Claude Combes Klaus Rohde Robert May Догель Universität Düsseldorf: Prof. Dr. Heinz Mehlhorn Claude Combes - Babelio Parasitism : Claude Combes : 9780226114453 : Blackwell's Encyclopedia of Parasitology: Mehlhorn, Heinz Robert May (1936-2020) and the Future of Scientific Research - Scientific American Blog Network Klaus Rohde - University of New England (UNE) Marine Parasitology, Klaus Rohde, 9780643093072 Amazon.com: Theoretical Ecology: Principles and Applications: 9780199209996: May of Oxford, Professor Lord Robert, McLean, Angela: Books dogiel v a - general parasitology - AbeBooks Systema Helminthum - Satyu Yamaguti - Google Books Robert Poulin — ASN Events Prof. a.D. Dr. rer. nat. Richard Lucius — Molecular Parasitology Eric S. (Sam) Loker :: Department of Biology | The University of New Mexico Gerald W. Esch – WFU Biology Widerlegte Theorie durch Hintertüre wiederbelebt Robert Poulin Richard Lucius Paul Schmidt-Hempel Eric S. Loker Gerald W Esch Frederic THOMAS | Senior Researcher | PhD | French National Centre for Scientific Research, Paris | CNRS | Maladies Infectieuses et Vecteurs Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle (MIVEGEC) | Research profile Jean-François Guégan – The Conversation Bryan T. Grenfell – The Grenfell Lab Serge MORAND | Directeur de Recherche CNRS | Ph.D. | Kasetsart University, Bangkok | KU | Faculty Veterinary Technology | Research profile - Page 3 Andy P. Dobson — Princeton University Bryan T. Grenfell Fréderic Thomas Jean Fransois Guegan Andy P. Dobson Serge Morand •Z historie parazitologie Historie parazitologie •Je zřejmé, že dávní předci člověka měli své parazity, avšak nemáme o nich v současnosti žádné doklady. Obecně lze říci, že nálezy cizopasníků pravěkých lidí člověka lze doložit pouze studiem zkamenělých výkalů a nebo jiného fosilního materiálu. Nejstarším zjištěným nálezem jsou vajíčka proto motolice plicní, která byla nalezena ve fosilních výkalech v severní Chile z doby 5000BC. Rovněž byl z této doby doložen výskyt hlístic rodu Ancylostoma v Brazílii a vajíčka škrkavek z doby cca 2330BC z Peru. Z historie parazitologie v České republice •Rozvoj parazitologie u nás: •Do 1. světové války: Praha – Dušan Lambl, Stanislaw Prowazek • •Mezi válkami: Praha: Briendl, Komárek, Jírovec – otec naší parazitologie • Brno: Rašín • •Po 2. světové válce: Akademie věd - ČSAV, SAV, AV ČR, • Parazitologický ústav AV ČR v Českých Budějovicích • Univerzity (UK, ČZU, JčU, MU, MENDELU, VFU • Veterinární a hygienická služba • Armáda, nemocnice, referenční laboratoře • Soukromé firmy a diagnostické laboratoře • • File:Prowazek.JPG - Wikimedia Commons Otto Jírovec a rozvoj české parazitologie - Časopis Vesmír Soubor:Vilem Dusan Lambl 1895.png – Wikipedie Profesor Lukeš: Parazité jsou geniální a děti občas mohou mít průjmy – 21stoleti.cz Parazitologie v České republice: současnost •Univerzita Karlova, Praha •Masarykova univerzita, Brno •Veterinární univerzita, Brno, •Jihočeská univerzita a Biologické centrum AV ČR v Českých Budějovicích - Parazitologický ústav AV ČR - Č. Budějovice Děkan a kolegium — Přírodovědecká fakulta UK Jaroslav Flegr – Wikipedie Velký úspěch českých parazitologů - Aktuality | Přírodovědci.cz Objev českého parazitologa vyděsil Američany, sushi ale jí rád pořád. S tasemnicí se dá žít, uklidňuje | ego! Members BIOLOGICKÉ CENTRUM AV ČR, v. v. i. | Akademické půlhodinky ECIP / Faculty of Science, Masaryk University ECIP / Faculty of Science, Masaryk University ECIP / Faculty of Science, Masaryk University Do Afriky by měl jet každý. Povinně Parazitologie – komplexní vědní disciplina •Protozoologie (Protistologie) •Helmintologie •Arachnoentomologie Tři základní části: „Svatá trojice“ Parazitologie – komplexní vědecká disciplína •Od 20. století – parazitologie vyhraněná vědní disciplína. •Čím se parazitologové zabývají ? • •Vědecké disciplíny: •Fauna cizopasníků, zoologická nomeklatura •Morfologie, anatomie, taxonomie a systematika •Životní a vývojové cykly •Biologie a ekologie •Fyziologie, biochemie, imunologie •Epidemiologie a matematické modelování •Genetika a molekulární biologie •Evoluční biologie a fylogenetika •Genomika a transkriptomika •Technické obory: •Histologie, histochemie, imunohistochemie •Ultrastruktura a anatomie •Mikroskopická technika •SCAN, TEM, CLSM • • Parazitologie – spolupracující obory Parazitologie Morfologie Fyziologie Histologie Biologie Systematika Etologie Biochemie Matematika Za Zemi jsou čtyři typy prostředí: Voda Půda Vzduch Organismy Parazitologie – základní pojmy Parazit – organismus (mikroorganismus, rostlina, živočich), který žije na těle nebo uvnitř těla jiného organismu (hostitele), živí se na jeho úkor a tím mu škodí. Kdo to je parazitolog ? Quaint person who seeks truth in strange places, person who sits on one stool, staring at another. P-p-p-pick up a parasite Co je to parazit a kdo to je parazitolog ? Není to příliš kořeněné milostivá ? Allgemeine Aspekte der Biologie von Parasiten | SpringerLink Co je to parazit/parazitismus ? Původně označení těch, kteří obsluhovali při chrámových slavnostech Později označení prospěchářů (příživníků), kteří dostanou jídlo za příjemnou konverzaci nebo poskytnutí nějaké služby – běžné postavy v řecké komedii O několik století později, život, který čerpá z jiných životů Pojem parasite poprvé použit v angličtině roku 1539; slovo parasite pochází ze středověké francouzštiny parasite a to z latinského parasitus, a to vzniklo latinizací původního pojmu pocházejícího ze starověké řečtiny παράσιτος (parasitos), tj. „ten kdo ujídá ze stolu druhého„ a ten pak ze slov παρά (para) „vedle“ + σῖτος (sitos), „pokrmu". Parasitism - v angličtině tento pojem ukotven v roce 1611, parasitism - jeho původ se odvozuje z řeckého παρά (para) + σιτισμός (sitismos) „pojídání, tloustnutí". Allgemeine Aspekte der Biologie von Parasiten | SpringerLink Maska parazita Parasiten: Bandwurm tötet Mann durch Krebs - WELT Lidské tělo jako habitat Rozdílné části lidského těla představují vhodné habitaty pro různé druhy cizopasníků Lidské tělo jako prostředí cizopasníků Tkáně a orgány jako prostředí cizopasníků http://commons.wikimedia.org/wiki/Special:FilePath/Digestive_system_diagram_cs.svg?width=300 Vnitřní orgány stock fotografie, royalty free Vnitřní orgány obrázky | Depositphotos Ryba jako habitat - Ichthyoparazitologie Ichthyoparazitologie – jsou ryby zdravé jako ryba ? Ekologie: Interakce mezi organismem a prostředím Interaction web showing the direct effects (solid arrows: yellow, fruit... | Download Scientific Diagram Herbivorie Fruktivorie Šíření semen •Šíření semen Opýlení Parazitismus Ekosystém - komplexní působení Parazitologie: Interakce mezi parazitem, hostitelem a prostředím Obrovská rozmanitost cizopasníků Výsledek obrázku pro hořavka duhová Výsledek obrázku pro synodontis multipunctata Desmodus.jpg Výsledek obrázku pro adult trematode Výsledek obrázku pro Giardia Výsledek obrázku pro Anisakis Babesia lions Výsledek obrázku pro Cymothoa exigua Výsledek obrázku pro acanthocephala fish Výsledek obrázku pro Eudiplozoon nipponicum Schistocephalus •Jaký je evoluční původ parazitů ? • •Existoval nějaký prapazit ? table diverzita >70 evolučních přeskoků od volně žijících k parazitickým životním formám Robert Poulin & Serge Morand (2004) Současný stav poznání diverzity cizopasníků Serge MORAND | Directeur de Recherche CNRS | Ph.D. | Kasetsart University, Bangkok | KU | Faculty Veterinary Technology Evolutionary and Ecological Parasitology | People Demospongiae (Porifera) Ctenophora Placozoa Cnidaria Myxozoa Orthonectida Craniata Echinodermata Myzostomida Dicyemida Rotifera Acanthocephala Platyhelminthes Nemertea Mollusca Annelida Chelicerata Tartigrada Pancrustacea Hexapoda Pentastomida Nematomorpha Nematoda Vertebrata 0 Výskyt parazitických forem ve fylogenezi živočichů (založeno na SS rDNA) U 24 kmenů ze 43 Demospongiae (Porifera) Ctenophora Placozoa Cnidaria Myxozoa Orthonectida Craniata Echinodermata Myzostomida Dicyemida Rotifera Acanthocephala Gnathostomulida Platyhelminthes Nemertea Mollusca Annelida Chelicerata Tartigrada Pancrustacea Hexapoda Pentastomida Nematomorpha Nematoda Vertebrata 0 Distribuce parasitismu mezi rostlinami Paraziti jako jazyk evoluce - metoda BPA ! Daniel Brooks - iASK - Institute of Advanced Studies Kőszeg Prof. Daniel Brooks Brooks Parsimonic Analysis Brooks Parsimony Analysis and an event-based modification of it. (a) A... | Download Scientific Diagram Solved Given the three species area cladogram and the | Chegg.com Brooks Parsimony Analysis: a valiant failure - ScienceDirect Results of Brooks parsimony analysis depicting a general area cladogram... | Download Scientific Diagram Fylogenetický vztah mezi onchobothriidními tasemnicemi a jejich chrupavčitými hostiteli (Elasmobrancha) 53 Vznik parazitismu •Parazitismus jako životní strategie je jev odvozený - nejprve musí existovat potenciální hostitel. • • •Přechod k parazitickému způsobu života musí být pro parazita výhodný, to znamená, že musí zvýšit jeho fitness. • • •Potenciální parazit musí mít pro nový způsob života preadaptace (např. sací ústní ústrojí) • Parazitismus je způsob soužití dvou organismů, z nichž jeden organismus využívá druhý organismus. Parazit se může živit tkáněmi hostitele nebo se přiživovat na hostitelově potravě či jinak profitovat z hostitelova organismu nebo jeho činnosti a snižovat přitom jeho biologickou zdatnost. Parazitismus – vzájemný vztah, při kterém jeden organismus (druh) získává výhodu, zatímco druhý je tímto vztahem poškozován. Je parazitismus symbioza ? Jak definujeme parazitismus ? Fenomén parazitismu – biologické interakce Typy vztahů mezi organismy A B Parazitismus + - Predace + - Herbivorie + - Kompetice - - Protokooperace + + Mutualismus + + Komensalismus + 0 Amensalismus - 0 Neutralismus 0 0 Parazitismus = forma symbiósy Parazitismus existuje v komplexu biologických interakcí Solved 1. Make a list of species that feral/outdoor cats may | Chegg.com MICROBIOOLOGIA Y PARACITOLOGIA : HELMINTOS Y ENFERMEDADES DE HELMINTOS Parasitism Parazitismus jako forma symbiosy Cleaner fishes and shrimp diversity and a re‐evaluation of cleaning symbioses - Vaughan - 2017 - Fish and Fisheries - Wiley Online Library Symbióza je jakýkoli typ blízké a dlouhodobé biologické interakce mezi dvěma různými druhy. Je to jakýkoliv vztah nebo soužití dvou a více druhů organismů, ať už prospěšné a nebo neprospěšné ! Co je to symbiósa ? Parasitismus vs. Symbiosa •Pojem symbiósis pochází z řečtiny (řecky sym = spolu; bios – život) • •Existuje velké množství symbiotických spojení, kdy jeden organismus je např. větší, a druhý menší. Většího označujeme jako hostitele a menšího jako symbionta. Symbiósa v přírodě Je parazitismus symbióza ? ►Celý život a nebo alespoň jeho část žije na nebo uvnitř těla svého hostitele • ►živí se na jeho úkor → jeho efekt na hostitele může být škodlivý • ► OP1027 Jak se stát úspěšným parazitem ? Jak se stát úspěšným parazitem ? Co je potřeba umět ? ►Musí mít strategii vyhledávání hostitele • ►Způsob jak proniknout do hostitele a přichytit se na/uvnitř jeho těla • ►Schopnost se adaptovat na fyzikálně-chemické podmínky uvnitř organismu hostitele • ►Schopnost se v těle hostitele uživit • ►Schopnost se bránit vůči obranným mechanismům organismu hostitele (imunita) • ►Schopnost se množit a šířit na další hostitelské organismy Být parazitem není jednoduché ! • • • Je to ale terno !!! Kolik je na Zemi druhů organismů ? (Hodně to závisí na definici druhu !) Kolik je na Zemi druhů parazitů ? •První pokus Systema Naturae v roce 1735 Carl von Linné • •V současnosti se odhady pohybují od 3 do 100 milionů druhů (obtížné – mnoho kryptických druhů) • •Nejčastěji odhad na 5 ± 3 miliony a 8,7 ± 1,3 milionů druhů • •V současnosti popsáno cca 1,9 milionů druhů • •Odhad cca 75% organismů na Zemi jsou paraziti ! • Systema Naturae (1735) | Download Scientific Diagram El poeta gris como un naturalista - con selecciones de sus notas en el Systema Naturae de Linneo, y facsímiles de algunos de sus dibujos (1903 Fotografía de stock - Alamy Human Taxonomies: Carl Linnaeus, Swedish Travel in Asia and the Classification of Man | Itinerario | Cambridge Core Carl Von Linné (@MgaAnakNiDiding) / Twitter Kolik je na Zemi cizopasníků ? Jaká je jejich velikost ? Ochrání vás čistička vzduchu před koronavirem? 6 tipů pro správný výběr | VAX-Brno.cz ZŠ Kunratice | Viry, baktérie a sinice Velikost různých typů parazitů Figure 1 Frekvence poměru relativní velikosti těla konzumenta a hostitele Počet druhů cizopasníků Plantae Paraziti a hemiparaziti R 2 620 Fungi - paraziti rostlin R 28 100 paraziti živočichů Ž 4 000 Protista – paraziti rostlin R 100 paraziti živočichů Ž 7 505 Animalia Plathelminthes Ž 40 000 Nematoda – paraziti rostlin R 2 500 paraziti živočichů Ž 10 000 Crustacea Ž 4 500 Arachnida Ž 10 000 Insecta – paraziti živočichů Ž 15 500 paraziti rostlin R 63 300 parazitoidi živočichů Ž 107 500 parazitoidi rostlin R 159 000 Chordata Ž 100 Současné znalosti diverzitě parazitů 1,000,000 popsaných druhů Eucaryot 100,000 popsaných druhů parazitů (Poulin & Morand, 2004) Parasites of Homo sapiens other non human parasites Výskyt parazitů u Eucaryota Evoluce parazitismu •Pozice zástupců Platyhelmithes s parazitickými zástupci: • Monogenea • Cestoda • Digenea • Aspidogastrea Význam parazitů/parazitismu Význam parazitů Výhody parazitismu 1) Po nalezení hostitele nemusí hledat dalšího 2) Permanentní dostupnost potravy 3) Redukovaná potřeba složitého získávání a zpracovávání potravy 4) Ochrana před extrémy vnějšího prostředí 5) Ochrana před predátory a nemocemi 6) Redukovaná potřeba mechanismů šíření (zajišťuje hostitel) 7) Větší tělesné proporce pro reprodukční orgány než u volně žijících živočichů Jan Votýpka – irozhovory.cz Červená královna - Antikvariát Valentinská Červená královna - Šepotání - POSTAVY.cz Tim Burton chystá originální Alenku v říši divů s Deppem | Kultura | Lidovky.cz Nevýhody parazitismu 1) Extrémní specifičnost zvyšuje riziko vyhynutí 2) Nutnost vyhledat optimální místo lokalizace na/v hostiteli 3) Nutnost se adaptovat vnitřnímu fyziologickému prostředí hostitele 4) Nutnost překonávat imunitní systém hostitele 5) Rozšíření je omezeno na geografické rozšíření hostitele 6) Přenos je extrémně riskantní a většina potomků cizopasníka zahyne před dosažením vhodného hostitele. Faktory zhoršující vliv parazitismu Chudoba Nedostatečná hygiena Podvýživa Nedostatečná zdravotní infrastruktura Nezájem vládních garnitur Korupce Urbanizace Sociální konflikty/války Přesuny vnímavých osob do oblastí s infekcí Přesuny napadených osob do oblastí bez infekce Antropogenní poškozování/degradace prostředí Přírodní katastrofy Nedostatek účinných léčiv/rezistence cizopasníků Růst rezistence vektorů/mezihostitelů Mad world (Hlad a Podvýživa ve světě) smutné - YouTube Podvýživa a její zdravotní rizika Podíl obyvatelstva žijícího ve slumech Urbanizace chudoby Co Twitter dal: Raketoplán vs. chudoba – Investiční web Rozetnout bludný kruh | Centrum Dialog Třicet milionů Evropanů žije na hranici chudoby, Čechy nedostatek netrápí - iDNES.cz Význam parazitismu pro člověka/společnost (1) Vliv cizopasníků na historii lidstva (2) Ekonomický význam pro lidské zdraví (3) Ekonomický význam pro zdraví hospodářských zvířat Nová metoda na odhalení tasemnic: lepší, ale stejně ne dost - Vitalia.cz Tasemnice příznaky, diagnostika a prevence - muj-lekar.cz Nová metoda na odhalení tasemnic: lepší, ale stejně ne dost - Vitalia.cz (1) Paraziti a historie lidstva/válek •Definice: Válka je stav organizovaného násilí mezi dvěma nebo více skupinami lidí. Násilí je ve válce použito válčícími stranami jako mocenský prostředek k prosazení ... mnoho údajů o vlivu parazitů na bojeschopnost armád. Výročí: před 150 lety skončil největší americký válečný masakr - Prima Zoom Studená válka Válka v Koreji - ppt stáhnout Válka ve Vietnamu – Wikipedie Obrazy z Korejské války - KLDR, Korejská lidově demokratická republika, severní Korea, KĽDR, Kórejská ľudovodemokratická republika, severná Kórea, Česká a slovenská studijní skupina myšlenek čučche, Kim Čong Un Tunely Cu Chi a Vinh Moc: Neblaze proslulá relikvie vietnamské války - Život na cestách Kniha Válka v Pacifiku - důvody a pozadí tichomořské války a její vzájemné vztahy k válce evropské - Trh knih - můj antikvariát online Pacific dělá „otci“ Spielbergovi čest, na Bratrstvo ani Ryana si ale nehraje - iDNES.cz Bitva u Marathonu mezi Peršany a Athéňany. Souboj brilantní řecké strategie s perskou drtivou početní převahou (2) Paraziti a lidské zdraví SUCHI – RYBY MAJÍCÍ PARAZITY Jakou vybrat rybu na sushi? Příprava sushi – chuť tradičního Japonska | Bydlení pro každého Sushi není syrová ryba lapená v lepivé rýži - Vitalia.cz Ryba v kuchyni Ryby – ingredience a postup - Recepty.cz - On-line kuchařka Entamoeba coli parasite | Medical Laboratories 280 imágenes de Entamoeba histolytica - Imágenes, fotos y vectores de stock | Shutterstock Toxoplasma Gondii Izolované Černém Pozadí Protozoan Který Přenáší Koček Jiných — Stock Fotografie © katerynakon #444822298 Laboratorní cvičení č Studie: Malarický parazit nakazil člověka kvůli náhodné mutaci | Týden.cz Borrelióza a encefalitida nejsou jediné hrozby. Čím nás parazit může nakazit? | Zdraví | Lidovky.cz Parazitární blud: Když na 100 % víte, že trpíte parazity – a není to pravda - Vitalia.cz Parazit vnější i vnitřní - ochrana : Fretka.cz Plazma studio - PARAZITI Takto zjistíte, že máte v těle parazity. Příznaky, o kterých ani netušíte Infekce způsobené parazity jsou běžnější než si myslíme a mají potenciál způsobovat vážné zdravotní komplikace. Můžeme Nehledejme za vším parazity, říká specialista - Vitalia.cz Toxoplazmóza: přenos, příznaky a léčba - Zdravotnictví a medicína - Zdraví.Euro.cz Jaroslav FLEGR | full professor | Prof. PhD. | Charles University in Prague, Prague | CUNI | Department of Philosophy and History of Science | Research profile (2) Paraziti člověka Hospodářsk Položka Hospodářská zvířata - pexeso - neuveden | knizniklub.cz Welfare zvířat | Hospodářská zvířata | Články - ChovZvířat.cz (3) Hospodářská zvířata – hostitelé parazitů (3) Paraziti a nemoci zvířat Aj parazity môžu byť užitočné: Tie rybie dokážu včas upozorniť na ťažké kovy vo vode | VODA-PORTAL.SK Co je hlavní úkol parazitologů ? Profesionální diagnostika původců onemocnění Studium životních cyklů – klíčová znalost Studium přenosu a šíření patogenů (často smrtících epidemií) Aplikace ve zdravotnictví – příprava vakcín Apicoplast – potenciální cíl nově vyvíjených terapeutik Parazitologické nobelovky Vliv parazitů na umění J • • •(1) Ekologické důsledky/význam parazitismu V čem spočívají ekologické důsledky parazitismu ? •Paraziti jako predátoři i kořist •Manipulace chováním a morfologií hostitele •Parazitismus a trofické interakce •Paraziti regulují primární produkci •Parazitismus a ekosystémová energetika •Parazitismus, konkurence a biodiverzita •Parazitismus, klíčové druhy a struktura ekosystému •Paraziti mohou fungovat jako dravci i kořist. Paraziti, kteří se živí hostiteli jsou predátoři zvláštního typu (Raffael et al., 2008). Na druhé straně však paraziti mohou sloužit i jako kořist/potrava (např. Komensalismus, Cleanning symbiosis) • •Paraziti na ostrovech v Kalifornském zálivu, včetně ještěrek, štírů a pavouků jsou o jeden až dva řády hojnější, než na ostrovech s koloniemi mořských ptáků, protože se zde živí ptačími ektoparazity (Polis a Hurd, 1996). • •Predátoři rovněž neúmyslně konzumují parazity spolu s potravou (trofický přenos parazitů) (Johnson et al. 2010). Pokud jsou paraziti velkých rozměrů (například nematoda) může být jejich příspěvek k výživě predátora značný. • •Role parazitů ve vztazích Predátora a Kořisti naznačuje, že přes parazity může v systému proudit značné množství energie v potravních sítích a to navzdory jejich malé velikosti. • •V některých případech může predace sloužit jako způsob přenosu cizopasníka, což umožňuje parazitovi se složitým životním cyklem přesun z jednoho hostitele do druhého (trofický přenos). • • • Je parazit predátor i kořist ? Paraziti jako kořist Manipulace morfologií hostitele •Paraziti, kteří infikují svého hostitele trofickým přenosem, často mění chování nebo morfologii způsobem, který zvyšuje riziko/pravděpo-dobnost predace, čímž tento pomáhá parazitovi dosáhnout dalšího hostitele v jeho životním cyklu (Poulin et al., 2005). Parazitismus a trofické interakce •Vzhledem k významné roli, kterou paraziti hrají v trofických interakcích lze očekávat, že paraziti silně ovlivňují vlastnosti potravních sítí. Snahy zahrnout parazity do studia potravních sítí odhalily prudké změny v topologii potravních sítí, včetně jejich druhového bohatství, celkového počtu vazeb, délky potravního řetězce (počet trofických úrovní v síti) a jejich propojení (Lafferty et al., 2008). • •V potravní síti slaniska v Kalifornii byli paraziti zapojeni do 78% všech interakcí a zvýšili odhad konektivity o 93%, což může mít důsledky pro stabilitu sítě (Lafferty et al., 2006). • •Začlenění parazitů do potravních sítí také ukazuje, že střední trofické úrovně – spíše než nejnižší trofické úrovně – jsou nejvíce náchylné k přirozeným nepřátelům, neboť tato skupiny je nejvíce ohrožena jak predátory, tak troficky přenášenými parazity. • •Integrace parazitů do potravních sítí také naznačuje, bude potřeba revidovat klasickou Eltonovskou pyramidu. Paraziti se živí na trofické úrovni nad svými hostiteli a proto obsadí vrchol této pyramidy, což je významný odklon od skutečnosti, že tato pozice náležela vrcholových predátorům (Sukhedo a Hernandez, 2005). • Parazitismus, konkurence a biodiverzita - pokles •Paraziti mohou ovlivnit biologickou diverzitu, tím že změní výsledek konkurenčních interakcí mezi hostitelskými druhy – parazity zprostředkovaná konkurence. • •Tolerantní hostitelský druh umožňuje rozvoj parazita, což způsobuje nepřímý negativní vliv na méně tolerantní hostitelský druh. • •Příklad – Vytlačení červených veverek šedými v Británii bylo usnadněno parapoxvirem (Tompkins et al., 2003). Virus infikuje oba druhy, avšak původní červené veverky jsou vysoce náchylné, zatímco invazivní šedé mají jen malé účinky působení viru. Mikroparazit v tomto případě usnadnil biologickou invazi veverky šedé a snížil diverzitu eliminací místního druhu. Příklad dvou druhů veverek Červená veverka plakáty na zeď • plakáty peřový, veverka, hlodavec | myloview.cz Veverka popelavá (Sciurus carolinensis) - ChovZvířat.cz Parapoxvirus | SpringerLink Parazitimus, konkurence a diverzita - vzestup •Paraziti mohou přispět k diverzitě také v pozitivním smyslu tím, že umožní existenci konkurenčně slabšího druhu společně s druhem dominantním pokud je tento silně parazitován. • •Příklad (1) – Ještěrka druhu Anolis girgivinus na ostrově Svatý Martin v Karibiku vytlačuje druh Anolis wattsi. Obě ještěrky jsou hostitelem Plasmodium azurophilum, ale obě ještěrky se vyskytují společně pouze tam, kde je druh A. girgivinus silně napaden parazitem P. azurophilum (viz obr 4). Malárie tedy snižuje konkurenční schopnosti dominantní ještěrky a umožňuje koexistenci s konkurenčně slabším druhem A. wattsi. • •Příklad (2) – Podobný případ byl zjištěn u zcela odlišného systému a sice mezi oomycetou Pythium a jejími rostlinnými hostiteli. Přítomnost určitého druhu rostliny může změnit složení místního společenstva tak, že růst tohoto druhu se sníží a jiné kolonizující druhy získají konkurenční výhodu (Mills a Bever,. 1998). • Oomycete - Wikipedia Parazity zprostředkovaná konkurence usnadňující koexistenci Parazitismus a trofické interakce •Po desetiletí byli paraziti ze studií ekologie potravních sítí vynecháváni na základě předpokladu, že přispívají zanedbatelnou měrou k energetice ekosystému. • •Když však byla biomasa parazitů skutečně měřena, výsledky zcela zpochybnily původní představu, že jsou paraziti v tomto smyslu nevýznamní. • •V některých systémech ústí řek, je biomasa parazitů srovnatelná s biomasou vrcholových predátorů (Kuris et al., 2008). • •Příklad – roční produkce motolic byla vyšší než produkce biomasa ptáků. Podobně byla odhadovaná biomasa rostlinných houbových patogenů srovnatelná s biomasou býložravců na experimentálních pozemcích v Minnesotě (viz obr 3). • •Tyto studie naznačují, že paraziti mohou významně přispívat k energetice ekosystému a vykonávat silnou kontrolu nad biomasou primárních producentů. Threats in the Food Chain Potravní řetězec versus Potravní síť Food Web: Concept and Applications | Learn Science at Scitable Paraziti rostlin regulují primární produktivitu Paraziti a biologická rozmanitost •Paraziti ovlivňují biologickou rozmanitost prostřednictvím přímé regulace hostitelských populací. I když mohou způsobit onemocnění, zřídkakdy způsobí hynutí, protože přenos patogenů je při nízkých hustotách populace hostitele snížen. • •Mohou však nastat vyjímky zejména v případech, kdy patogeny napadají naivní hostitele a nebo když rezervoároví hostitelé umožňují parazitům přetrvávat navzdory silné hustotě hostitelů. • •Příklad – houbový patogen Batrachochytrium dendrobatidis představuje případ parazita způsobujícího masový pokles populace a dokonce vyhynutí žab v globálním měřítku. (Kilpatrick et aů., 2010). • •Je zřejmé, že paraziti mohou mít protichůdné účinky na biodiverzitu, které závisí na kontextu vztahu mezi parazitem a hostitelem. Například zda jsou hostitelé naivní (vnímaví) a zda je přenos zcela závislý na hustotě a na tom zda paraziti nejvíce negativně ovlivňují konkurenční dominantní a nebo nekonkurence schopné druhy ve společenstvu. • • • Batrachochytrium dendrobatidis – životní cyklus Batrachochytrium dendrobatidis: Trends in Parasitology Parazitismus, klíčové druhy a struktura ekosystému •Účinky parazitů na ekologická společenstva mohou být zvlášť výrazné, pokud jsou hostitelé tzv. klíčovými druhy nebo dominantními druhy s důležitými funkcemi v ekosystému. • •Například ježci rodu Diadema prodělali masivní vymírání spojené s mikrobiálními parazity, což eliminovalo jejich roli jako spásačů a bioerodérů korálových útesů v Karibiku (Lessios, 1988). • •Útesy v postižených oblastech zarostly řasami, které vytlačily dospělé korály a zabránily novému korálovému osídlení. V nejextrémnějších případech narostl pokryv rasami z původně 1% na 95% povrchu během dvou po sobě následujících let. • •Téměř o 20 let později se populace Diadema na některých jamajských útesech zotavily a začal návrat k původnímu ekosystému ovládaného korály (Edmunds a Carpenter, 2001) • Koráloví ježci rodu Diadema v Karibiku Mořský ježek: krásný, ale velmi pichlavý. Zajímavé o mořských ježcích Jaký je podmořský svět v Karibiku? Parazitismus, klíčové druhy a struktura ekosystému •Dalším příkladem je zavlečení a následné odstranění virového onemocnění zvané jako mor skotu u afrických kopytníků. • •Virus byl zavlečen do stád původních kopytníků ze stád domácích hospodářských v roce 1890 a rozšířil se během 10 let po celé Africe. To v některých oblastech snížilo počty buvolů a pakoňů o 80%. • •V roce 1950 začalo očkování skotu a do roku 1968 prakticky tuto nemoc u divokých kopytníků vymýtilo. Uvolňování býložravců z pod kontroly patogenů mělo dramatické kaskádovité účinky na ekosystém a populace vrcholových predátorů, včetně lvů a hyen, a zvýšená produktivita travin klesla (Thomas et al., 2006). • •Tyto příklady introdukce a odstraňování parazitů poskytují vzácný pohled na to, jak může být struktura ekosystému dramaticky změněna, když ji paraziti regulují populace funkčně důležitých hostitelských druhů. • Býložravci: Buvol kapferský a Pakúň žíhaný Lubomír Prause: FotoZOO, buvol kaferský Zvířata - Srí Lanka - vodní buvol - laguna Migrace pakoňů je požehnání. Podle nové studie tvoří základ ekosystému — ČT24 — Česká televize Pakůň žíhaný: Největší stádo světa | Ábíčko.cz Lev indický - lexikon zvířat Lvi v Krugerově národním parku dokumentární film | ZooCam Hyeny a lidské předsudky: Královny matky a jejich klan | 100+1 zahraniční zajímavost Dvacet let výzkumu hyen skvrnitých: Mamánci jsou na tom líp - Ekolist.cz Hyena – Necyklopedia Predátoři: Lev pustinný a Hyena skvrnitá • •(2) Paraziti jako indikátoři zdraví ekosystémů Přehled faktorů působících na biodiverzitu Paraziti mají často komplexní životní cyklus Integrují veškeré působení prostředí ve kterém žijí ! Umožňují nám velice komplexní pohled na okolní svět ! Příklad vyhynulých havajských ptáků druhu Drepanis pacifica v důsledku introdukce komára Culex quinque fasciatus přenašeče malárie Plasmodium relictum. Genetická heteroszigosita hostitele a jeho přežití přes zimu v důsledku působení hlístice Teladorsarsia circumcircta Rostoucí působení parazitů viscerální larvy migrans (VLM) hlístice druhu Basyalis schoederi na mortalitu Pandy velké Vysazení nepůvodního hostitele s nepůvodním parazitem (vlevo) a vysazení nepůvodního hostitele a jeho napadení lokálním parazitem (vpravo) Vliv introdukce nehostitelského druhu raka Procambarus clarci na přenos Schistosoma haematobium (Bulinus spp.) Studium invazních druhů rybích cizopasníků v přirozených ekosystémech Ecosystem of pond. Animals living in pond. Diverse inhabitants of pond (fish, amphibian, leech, insects and bird) in their natural habitat with titles Stock-Vektorgrafik | Adobe Stock Environmental Pollution – Track2Training Lidstvo na rozcestí ? A co na to paraziti ? Types of Pollution | Enviro Protector Základní typy znečištění Srovnání počtu prací o parazitech jako indikátorů degradace prostředí a environmentálních stresorech pro volně žijící Foraminifera Parasites as bioindicators of environmental degradation in Latin America: A meta-analysis | Journal of Helminthology | Cambridge Core Are physiological responses in foraminifera reliable environmental stress bioindicators? A systematic review - ScienceDirect What are the Types of Environmental Pollution? - Hatko Sound Barrier Pollution — Types & Examples - Expii Základní typy znečištění vodního prostředí Environmental Pollution And Degradation, Causes of Environmental Degradation, Environmental Pollution Problems Akumulace polutantů potravním řetězcem Graf celkových koncentrací PCB naměřených ve slávičce mnohotvaré a několika druzích ryb Akumulace těžkých kovů potravním řetězcem (bioakumulace) Animals | Free Full-Text | Biomonitoring of Heavy Metal Pollution Using Acanthocephalans Parasite in Ecosystem: An Updated Overview Parasites as Accumulation Indicators of Heavy Metal Pollution: Parasitology Today Paraziti jako indikátoři akumulace těžkých kovů u žraloka Charcarhinus dussumieri v Peském zálivu Parasites as heavy metal bioindicators in the shark Carcharhinus dussumieri from the Persian Gulf | Parasitology | Cambridge Core Mohou být paraziti bioindikátoři ? Symptoms of Parasite Infections & Natural Remedies • Jsou paraziti (ryb) – perspektivní bioindikátoři ? •Paraziti stojí na vrcholu potravní pyramidy ekosystému, představují nejvyšší článek potravního řetězce •Jejich druhová rozmanitost je obvykle několikanásobně větší, než diverzita jejich hostitelů •Díky komplexním životních cyklům dokonale integrují působení nejrůznějších environmentálních vlivů •Schopnost akumulovat ve vysoké koncentraci polutanty z nich činí vynikající indikátory environmetální zátěže • Využití parazitů jako indikátorů environmentální zátěže ekosystému Akumulace rtuti potravním řetězcem Bioaccumulation & Biomagnification: When Bigger Isn't Better. – Shark Research & Conservation Program (SRC) | University of Miami Paraziti na vrcholu potravního řetězce Akumulace DDT potravním řetězcem Bioaccumulation of DDT in the food chain. Each successive consumer in... | Download Scientific Diagram Bioaccumulation - an overview | ScienceDirect Topics What is biomagnification of DDT? - Quora Paraziti konzumenti 5. řádu 100 a více ppm Přenos mikroplastů a hydrofóbních organických chemikálií (HOC) v potravinových sítích: HOC (PCB) - mikroplasty perzistentní a HOC (PAH) metabolizované Plastic bioaccumulation in the food web | GRID-Arendal Bioakumulace plastů v potravním řetězci ? Souhrn prací o bioakumulaci kovů rybími cizopasníky publikovanými po roce 2004 Nematoda Paraziti jako indikátoři environmetální zátěže IRTG Management Team - CRC 1439 - RESIST Prof. Bernd Sures Kinetika akumulace ukazující vliv toxických látek na infikované a neinfikované hostitelské ryby. Bez parazitů Homeostáza Perioda expozice Počáteční stav Neúplná kompenzace/smrt S parazity Úplná kompenzace Vliv přímých a nepřímých environmetálních parametrů na fyziologii, biochemii a chování hostitelských ryb Endogenní faktory Patogeny Chemie vody Trofické interakce Potrava Sociální chování Vliv otěru automobilových pneumatik na bioakumulaci polutantů v prostředí Vliv přímého a nepřímého působení polutantů na strukturu a druhové složení společenstev cizopasníků ryb Interakce mezi polutanty a parazity a její vliv organismus hostitelských ryb Komplexní studium interakcí mezi parazitem a hostitelem Akvatická parazitologie ? Paraziti ryb jako indikátoři zdraví akvatického ekosystému ? Předpoklad: Dobrá znalost regionální fauny cizopasníků Relativní proporce(v %) metazoárních parazitů náležejících do hlavních systematických skupin • Může změna prostředí ovlivnit složení a strukturu společenstev cizopasníků ? Can environmental change affect host/parasite-mediated speciation? - ScienceDirect Regionální fauna parazitů (Střední Evropa) Compound parasite community (Lokální fauna parazitů) Component parasite community (Paraziti populace hostitelských ryb) Parasite infracommunity (Paraziti na/v jedinci hostitelské ryby) Koncept studia společenstev cizopasníků Component community Ectoparasites Endoparasites M O N O G E N E A Other species GILLS G U I L D S FINS + SKIN Gyrodactylus G E N E R A Dactylogyrus Paradiplozoon GENERALIST L I F E S T R A T E G Y SPECIALISTS STEP 1 STEP 2 STEP 3 Jak najít citlivou bioindikační skupinu cizopasníků ? Frakcionace společenstva cizopasníků ! MONOGENEA GENERA Life strategy (generalist vs. specialist): Q Gyrodactylus Dactylogyrus Paradiplozoon GUILDS Gills, Fins Skin p = 0.785 p = 0.412 Generalists Specialists P < 0.01 P < 0.01 Příkladová studie: srovnání dvou lokalit A– B Taxonomie Mikroekologie - guild Příkladová studie - srovnání tří lokalit: Q statistic, Shannon´s diversity (H´) and dominance (D) Monogenea: specialisti vs. generalisti Globální oteplování a jeho možné důsledky Teoretický vliv globálního oteplení klimatu na vztahy v systému divoká a domácí zvířata a člověk intEractions with zoonotic pathogEns within a host-parasitE continuuM... | Download Scientific Diagram Will Climate Change trigger a new Pandemic?: Department for Middle East and North Africa Může změna klimatu způsobit novou pandemii ? Globální oteplování Země Vzestup: Teplota povrchových vod moří Teplota vzduchu nad oceány Vlhkost Teplota vzduch v troposféře Obsah tepla v mořích a oceánech Teplota nad zemským povrchem Hladina moří a oceánů Úbytek: Mořský led Sněhová pokrývka na souši Pevninské ledovce Průběh oteplování klimatu Vliv změny klimatu na parazity Main impacts of climate change on parasitic infections transmitted to... | Download Scientific Diagram Ohrožení zdraví lidí a zvířat parazity v podmínkách globální změny klimatu The vulnerability of animal and human health to parasites under global change - ScienceDirect Efekty pulsního a postupného oteplování a parasitismu v podmínkách oteplování klimatu Pulse Heat Stress and Parasitism in a Warming World: Trends in Ecology & Evolution Pokroky a nedostatky v poznání jak teplota ovlivňuje průběh infekčních onemocnění Understanding how temperature shifts could impact infectious disease | PLOS Biology Gradienty druhové bohatosti parazitů a předpokládaná změna ve výskytu prostřednictvím jejich vymírání a redistribuce do roku 2070 2016 2070 Ztráta stanovišť a předpokládané riziko vyhynutí podle scénáře rozptylu a daného taxonu Ohrožení parazitů změnou klimatu do roku 2070 • Siphonaptera Nematoda Ixodida Cestoda Astigmata Acanthocephala Phthiaptera Trematoda Primární, sekundární a složená míra vymíraní (%) pro hlavní skupiny parazitů (Ac,Ce,Ne,Tr) Acanthocephala Cestoda Nematoda Trematoda Acanthocephala Cestoda Nematoda Trematoda Vztah mezi rozšířením malárie a oteplením klimatu v letech 1900(a) – 2007(b) a rozdíly mezi oběma uvedenými obdobími 1900 – 2007(c) Malárie: rozšíření a životní cyklus Gametocyty Plasmodium falciarum v krevním roztěru Vliv stoupající teploty (malárie) Potenciální efekt oteplení na šíření malárie v Africe a počet importovaných případů Plasmodium falciparum z tohoto kontinentu Potential effect of climate change on malaria transmission in Africa - The Lancet The number of imported P. falciparum cases from Africa and percentage... | Download Scientific Diagram Ekologický význam parazitů •Paraziti jsou obecně nenápadní (žijí skrytě) v ekologii společenstev ale hrají méně důležitou roli, než volně žijící organismy. •Jejich význam se obvykle od významu jejich hostitelů. •Pokroky v ekologii nemocí však prokázaly, že paraziti jsou nejen ekologický důležití, ale že za určitých okolností mohou mít vliv, který se vyrovná nebo i převýší působení volně žijících organismů na utváření struktury přírodních společenstev. •Ve skutečnosti je parazitismus mnohem běžnější než predace (De Meeůs a Renaud, 2002) a představuje nejrozšířenější strategii na Zemi. •Paraziti rovněž ovlivňují chování a kondici hostitele a mohou regulovat velikost hostitelské populace, mají vliv na trofické interakce, potravní sítě, konkurenci, biologickou rozmanitost a na tzv. „keystone“ druhy. •Tyto interakce naznačují, že paraziti jsou nedílnou součástí utvářející strukturu společenstev a celého ekosystému. • • (3) Perspektivy a budoucnost parazitologie ? Studium biodiverzity cizopasníků Výsledek obrázku pro hořavka duhová Výsledek obrázku pro synodontis multipunctata Desmodus.jpg Výsledek obrázku pro adult trematode Výsledek obrázku pro Giardia Výsledek obrázku pro Anisakis Babesia lions Výsledek obrázku pro Cymothoa exigua Výsledek obrázku pro acanthocephala fish Výsledek obrázku pro Eudiplozoon nipponicum Schistocephalus Dva nově popsané druhy parazitů: A – tasemnice Rhodentolepis gnoskei z hostitele Suncus varilla, jezero Mallawi, B – pseudoblecha Pseudopulex jurasicus z dinosaura Pedopenna dauhugouensis (Mesozoicum) z Číny. Srovnání (v %) popsaných druhů a taxonomů Kde jsou ochranářské priority? - Časopis Vesmír Demografický vývoj lidstva Celosvětová mapa hustoty populace Věkové složení obyvatel v roce 1985 a2005 v rozvinutých a rozvojových zemích Aplikace modelování ekologických nik na predikci vlivu působení lymfatické filariózy Země trpící mnohočetnými parazitárními infekcemi Struktura a aplikace DDT (vlevo) a rezistence komárů vůči DDT (vpravo) Rezistence komárů vůči pyretroidům Pomníček rybce Gambusia affinis Rozšíření rezistence komárů vůči chlorochinu Mechanismus vzniku rezistence Vývoj alternativních vakcín (A) Konjugativní vakcíny (B) DNA vakcíny Vývoj vakcíny proti malárii Eradikace působením sterilních samců ektoparazitické mouchy Chochliomyia hominivorax Komplexní studium interakcí cizopasníků s biotickým a abiotickým prostředím Relativní rozmístění endoparazitů (Nematoda, Trematoda, Cestoda) ve střevě vodních ptáků Studium evolučních mechanismů posilujících koexistenci kongenerických druhů monogeneí rodu Dactylogyrus 3 4 5 Šimková et al., Biol J Linn Soc 2002 Jarkovský et al. Parasitol Res 2004 Specializace niky a reprodukční izolace 1 2 DSC06560.JPG Evoluční mechanismy posilující koexistenci kongenerických druhů cizopasníků 3 4 5 Šimková et al., Biol J Linn Soc 2002 Jarkovský et al. Parasitol Res 2004 Specializace niky a reprodukční izolace 1 2 Kopulační orgány parazitů -reprodukční charakteristika daktylogyrů koexistujících na jedném hostiteli Matematický agregační model koexistence Intraspecifická agregace Interspecifická agregace Koexistence druhů n1i: počet jedinců druhu 1 v sektoru i m1: průměrný počet druhu 1 na sektor V1: variance v počtu druhu 1 n1i, n2i: počty jedinců druhu 1 a druhu 2 v sektoru i m1i m2i: průměrný počet druhu 1 a druhu 2 na sektor P: počet sektorů Cov: kovariance mezi druhy Šimková et al., Int J. Parasitol 2000 Šimková et al. Parasitology 2001 Evoluce preferované niky daktyloryrů Arch Segment Area Šimková et al., Evolution 2006 Koevoluce v parazito-hostitelském systému Obr3_Evoluce HP D:\Data\Andrea\Untitled-1.tif Šimková et al., Evolution 2004 Host-specific parasites and fish hosts koevoluceobrjednavrstva •Děkuji za pozornost • •Pokračování – ÚVOD část 2