Ecological determinants of avian malaria infections: An integrative analysis at landscape, mosquito and vertebrate community levels


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Abstract

Vector and host communities, as well as habitat characteristics, may have important but different impacts on the prevalence, richness and evenness of vector-borne parasites.We investigated the relative importance of (1) the mosquito community composition, (2) the vertebrate community composition and (3) landscape characteristics on the prevalence, richness and evenness of avian Plasmodium. We hypothesized that parasite prevalence will be more affected by vector-related parameters, while host parameters should be also important to explain Plasmodium richness and evenness.We sampled 2,588 wild house sparrows (Passer domesticus) and 340,829 mosquitoes, and we performed vertebrate censuses at 45 localities in the Southwest of Spain. These localities included urban, rural and natural landscapes that were characterized by several habitat variables.Twelve Plasmodium lineages were identified in house sparrows corresponding to three major clades. Variation partitioning showed that landscape characteristics explained the highest fraction of variation in all response variables (21.0%–44.8%). Plasmodium prevalence was in addition explained by vector-related variables (5.4%) and its interaction with landscape (10.2%). Parasite richness and evenness were mostly explained by vertebrate community-related variables.The structuring role of landscape characteristics in vector and host communities was a key factor in determining parasite prevalence, richness and evenness, although the role of each factor differed according to the parasite parameters studied. These results show that the biotic and abiotic contexts are important to explain the transmission dynamics of mosquito-borne pathogens in the wild.ResumenLas comunidades de vectores y hospedadores, así como las características del hábitat pueden tener importantes efectos sobre la prevalencia, riqueza y diversidad de los parásitos transmitidos por vectores.Hemos investigado la importancia relativa de i) la composición de la comunidad de mosquitos, ii) la composición de la comunidad de vertebrados y iii) las características de uso del suelo sobre la prevalencia, riqueza y diversidad de los parásitos aviares del genero Plasmodium. Predecimos que la prevalencia de parásitos se verá más afectada por los parámetros relacionados con la comunidad de vectores, mientras que las variables relacionadas con los hospedadores deberían ser más explicativas de la riqueza y la diversidad de Plasmodium.Se capturaron 2588 gorriones comunes (Passer domesticus) y 340829 hembras de mosquito y se realizaron censos de vertebrados en 45 localidades en el suroeste de España. Estas localidades incluyeron hábitats urbanos, rurales y naturales que se caracterizaron por distintas variables de uso del suelo.Se identificaron 12 linajes de Plasmodium en los gorriones correspondientes a tres clados filogenéticos principales. La partición de la varianza mostró que las características de uso del suelo explicaron la mayor fracción de variación en todas las variables dependientes (21.0%–44.8%). La prevalencia de Plasmodium se explicó además por variables relacionadas con la comunidad de vectores (5.4%) y su interacción con el ambiente (10.2%). La riqueza y la diversidad de los parásitos se explicaron principalmente por variables relacionadas con la comunidad de vertebrados.El papel de las características de uso del suelo en las comunidades de vectores y hospedadores fue un factor clave para determinar la prevalencia, riqueza y diversidad de Plasmodium, aunque el papel de cada factor difirió según los parámetros estudiados. Estos resultados muestran que los contextos bióticos y abióticos son importantes para explicar la dinámica de transmisión de los patógenos transmitidos por mosquitos en la naturaleza.

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