Зависимость от плотности - Density dependence

В экология населения, зависящий от плотности процессы происходят, когда темпы роста населения регулируются плотностью численность населения.[1] В этой статье мы сосредоточимся на зависимости от плотности в контексте макропаразит жизненные циклы.

Положительная зависимость от плотности

Положительная зависимость от плотности, облегчение, зависящее от плотности, или Эффект аллеи описывает ситуацию, в которой рост населения способствует повышенная плотность населения.

Примеры

За раздельнополый (отдельный пол) обязательные паразиты, спарившиеся самки червей необходимы для завершения цикла передачи. При низкой плотности паразитов вероятность того, что самка червя встретится с самцом и образует пару для спаривания, может стать настолько низкой, что размножение будет ограничено из-за инфекций одного пола. При более высокой плотности паразитов увеличивается вероятность образования пар и успешного размножения. Это наблюдается в динамике численности населения Шистосомы.[2]

Процессы положительной зависимости от плотности происходят в макропаразит жизненные циклы, которые зависят от векторов с цибариальной арматурой, такой как Анофелес или же Culex комары. За Wuchereria Bancrofti, филяриальная нематода, хорошо развитые цибариальные арматуры переносчиков могут повредить попавшие в организм микрофилярии и препятствуют развитию инфекционного L3 личинки. При низкой плотности микрофилярий большинство микрофилярий могут разрываться зубами, что препятствует успешному развитию инфекционных личинок L3. По мере проглатывания большего количества личинок те, которые запутываются в зубах, могут защитить оставшихся личинок, которые затем остаются неповрежденными во время проглатывания.[3]

Положительные процессы зависимости от плотности могут также возникать при инфекциях макропаразитов, которые приводят к иммуносупрессия. Onchocerca volvulus инфекция способствует иммуносупрессивным процессам в организме человека-хозяина, которые подавляют иммунитет против поступающих инфекционных личинок L3. Это подавление антипаразитарного иммунитета приводит к увеличению количества паразитов при увеличении их количества.[4]

Отрицательная зависимость от плотности

Отрицательная зависимость от плотности, или же ограничение, зависящее от плотности, описывает ситуацию, в которой рост населения ограничивается скоплением людей, хищниками и конкуренцией. В клеточная биология, он описывает уменьшение клетка разделение. Когда клетка численность населения достигает определенной плотности, количество необходимого факторы роста и питательные вещества доступной для каждой ячейки становится недостаточно для продолжения рост клеток.

Это также верно для других организмов, потому что повышенная плотность означает увеличение внутривидовая конкуренция. Более высокая конкуренция означает, что индивидуум имеет меньший вклад в следующее поколение, то есть потомство. Смертность, зависящая от плотности, может быть сверхкомпенсирующей, недокомпенсирующей или точно компенсирующей.

Также существует не зависящее от плотности ингибирование, где другие факторы, такие как Погода или условия окружающей среды и беспорядки может повлиять на население грузоподъемность.

Примером переменной, зависящей от плотности, является теснота и конкуренция.

Примеры

Плодовитость в зависимости от плотности

Зависит от плотности плодовитость существует, где рождаемость падает по мере роста конкуренции. В контексте желудочно-кишечных нематод вес самки Аскарида люмбрикоидная и темпы яйценоскости снижаются по мере увеличения интенсивности инфекции хозяина. Таким образом, вклад каждого червя в передачу на душу населения снижается в зависимости от интенсивности инфекции.[5]

Смертность переносчиков инфекции, вызванная паразитами

Смертность переносчиков, вызванная паразитами, является формой отрицательной зависимости от плотности. В Онхоцеркоз жизненный цикл включает передачу через черная муха вектор. В этом жизненном цикле ожидаемая продолжительность жизни вектора черной мухи уменьшается по мере увеличения нагрузки червя, поглощаемой вектором. Потому что О. volvulus микрофилярии требуется не менее семи дней, чтобы превратиться в инфекционную личинку L3 у мошек, нагрузка червя ограничивается уровнями, которые позволяют мошке выжить достаточно долго, чтобы передать инфекционные личинки L3 человеку.[6]

В жизненных циклах макропаразитов

Процессы зависимости от плотности (красный) в жизненном цикле филяриатоза

В макропаразит жизненные циклы, процессы, зависящие от плотности, могут влиять на плодовитость, выживание и укоренение паразитов. Процессы, зависящие от плотности, могут действовать на нескольких этапах жизненного цикла макропаразитов. За филяриальные черви процессы, зависящие от плотности, могут действовать на интерфейсе хост / вектор или на стадиях жизненного цикла хост / вектор. На границе раздела "хозяин / вектор" зависимость от плотности может влиять на проникновение личинок L3 в кожу хозяина и попадание микрофилярий переносчиком. На стадиях жизненного цикла, имеющих место в векторе, зависимость от плотности может влиять на развитие личинок L3 в переносчиках и ожидаемую продолжительность жизни переносчиков. На стадиях жизненного цикла, происходящих в организме хозяина, зависимость от плотности может влиять на развитие микрофилярий и продолжительность жизни хозяина.[7]

На самом деле комбинации отрицательный (ограничение) и положительный (фасилитация) В жизненных циклах паразитов происходят зависящие от плотности процессы. Однако степень преобладания одного процесса над другим широко варьируется в зависимости от паразита, переносчика и хозяина. Это иллюстрируется W. Bancrofti жизненный цикл. В Culex комары, у которых отсутствует развитая цибариальная арматура, ограничение преобладают процессы. Таким образом, количество личинок L3 на комара уменьшается по мере увеличения количества заглоченных микрофилярий. И наоборот, в Aedes и Анофелес комары, имеющие хорошо развитую цибариальную арматуру, содействие процессы преобладают. Следовательно, количество личинок L3 на комара увеличивается по мере того, как количество проглоченных микрофилярии увеличивается.[3]

Последствия для устойчивости паразитов и борьбы с ними

Отрицательная зависимость от плотности (ограничение) процессы способствуют устойчивости популяций макропаразитов. При высоких популяциях паразитов ограничение процессы имеют тенденцию ограничивать темпы роста населения и вносить вклад в стабильность этих популяций. Вмешательства, ведущие к сокращению популяций паразитов, вызовут ослабление зависящих от плотности ограничения, увеличивая темпы воспроизводства или выживания на душу населения, тем самым способствуя устойчивости и устойчивости населения.[7]

Напротив, положительные процессы, зависящие от плотности или способствующие развитию, повышают вероятность уничтожения популяции паразитов. Процессы облегчения приводят к снижению репродуктивного успеха паразита с меньшим количеством червей. Таким образом, меры контроля, снижающие бремя паразитов, автоматически снижают репродуктивный успех на душу населения и увеличивают вероятность уничтожения, когда преобладают процессы содействия.[8]

Порог исчезновения

В порог исчезновения относится к минимальному уровню плотности паразита, чтобы паразит сохранялся в популяции. Вмешательства, снижающие плотность паразитов до уровня ниже этого порога, в конечном итоге приведут к исчезновению этого паразита в этой популяции. Облегчение процессы увеличивают порог вымирания, облегчая достижение с помощью вмешательств по борьбе с паразитами. Наоборот, ограничение процессы усложняют меры контроля за счет снижения порога исчезновения.[8]

Последствия для распространения паразитов

Андерсон и Гордон (1982) предполагают, что распределение макропаразитов в популяции хозяев регулируется сочетанием положительных и отрицательных процессов, зависящих от плотности. При сверхдисперсном распределении небольшая часть хозяев является укрытием для большей части популяции паразитов. Положительные процессы, зависящие от плотности, способствуют чрезмерная дисперсия популяций паразитов, тогда как процессы, зависящие от отрицательной плотности, способствуют недостаточная дисперсия популяций паразитов. По мере увеличения среднего количества паразитов процессы, зависящие от отрицательной плотности, становятся более заметными, и популяция паразитов имеет тенденцию становиться менее диспергированной.[9]

Следовательно, вмешательства, ведущие к снижению количества паразитов, будут иметь тенденцию вызывать чрезмерное распространение паразитов. Например, данные временного ряда для Онхоцеркоз инфекция показывает, что 10 лет борьбы с переносчиками инфекции привели к снижению бремени паразитов и более диспергированному распространению.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хиксон, М. (2009), «Зависимость от плотности и независимость», Энциклопедия наук о жизни, Чичестер: John Wiley & Sons Ltd, Дои:10.1002 / 9780470015902.a0021219, ISBN  978-0470016176
  2. ^ Мэй, Р. (1977). «Единение среди шистосом: его влияние на динамику инфекции». Математические биологические науки. 35 (3–4): 301–343. Дои:10.1016 / 0025-5564 (77) 90030-Х.
  3. ^ а б Сноу, L.C. (2006). «Динамика передачи лимфатического филяриоза: вектор-специфическая зависимость плотности в развитии инфекционных личинок Wuchereria bancrofti у комаров». Медицинская и ветеринарная энтомология. 20 (3): 261–272. Дои:10.1111 / j.1365-2915.2006.00629.x. PMID  17044876.
  4. ^ Дюрр, Х. (2003). «Зависимое от плотности установление паразитов предполагает, что иммуносупрессия, связанная с инфекцией, является важным механизмом регуляции плотности паразитов при онхоцеркозе». Труды Королевского общества тропической медицины и гигиены. 97 (2): 242–250. Дои:10.1016 / S0035-9203 (03) 90132-5. PMID  14584385.
  5. ^ Уокер, М. (2009). «Влияние плотности на вес самок Ascaris lumbricoides, инфицированных людей, и его влияние на модели производства яиц». Паразиты и векторы. 2 (1): 11. Дои:10.1186/1756-3305-2-11. ЧВК  2672930. PMID  19208229.
  6. ^ Басанез, М. (1996). «Зависимые от плотности процессы при онхоцеркозе: взаимосвязь между потреблением микрофилярий и смертностью от симулиидного вектора». Паразитология. Издательство Кембриджского университета. 113 (4): 331–355. Дои:10.1017 / S003118200006649X. PMID  8873475.
  7. ^ а б Черчер, Т. (2006). «Плотностная зависимость и борьба с паразитами гельминтов». Журнал экологии животных. 75 (6): 1313–1320. Дои:10.1111 / j.1365-2656.2006.01154.x. PMID  17032363.
  8. ^ а б Дюрр, Х. (2005). «Детерминанты искоренения филяриозных инфекций: концептуальный подход». Тенденции в паразитологии. 21 (2): 88–96. Дои:10.1016 / j.pt.2004.11.011. PMID  15664532.
  9. ^ Андерсон, Р. (1982). «Процессы, влияющие на распределение численности паразитов в популяциях хозяев с особым упором на вызванную паразитами смертность хозяев». Паразитология. 85 (2): 373–398. Дои:10.1017 / S0031182000055347. PMID  7145478.
  10. ^ Плезье, А.П. (1996). Моделирование передачи и борьбы с онхоцеркозом. Роттердам: Университет Эразма. ISBN  90-72245-68-7.

внешняя ссылка