Ecologie, systematiek en evolutionaire biologie van bloedparasieten bij kikkers in het noorden van KwaZulu-Natal

Bloedparasieten komen voor bij zowel gewervelde als ongewervelde dieren, in het water en op het land. Niettegenstaande hun belang en algemeen voorkomen zijn ze vaak slecht bestudeerd. Zo is er nauwelijks iets geweten over welke bloedparasieten voorkomen bij amfibieën in Sub-Sahara Afrika. Wij hebben een grootschalige multidisciplinaire studie ondernomen om onze kennis rond het voorkomen, de diversiteit, de ecologie en de evolutionaire geschiedenis van bloedparasieten bij kikkers te bestuderen. Het zwaartepunt van ons studiegebied ligt in de Phongolo vloedlanden van Zuid-Afrika. Daarnaast verzamelden we echter ook stalen van kikkers in Zuidelijke regio’s van het Kruger Nationaal Park (Zuid Afrika) en van overheen België. Het was van groot belang om ook de Belgische populaties in de studie te betrekken aangezien de type lokaliteiten van heel wat kikker bloedparasietsoorten en genera in Europa liggen. Deze stalen leverden ons essentiële informatie voor fylogenetische vergelijkingen tussen Afrikaanse en Europese soorten.

In totaal onderzochten we het bloed van 643 kikker individuen die 38 soorten, 20 genera en 13 families vertegenwoordigen. De studie valt uiteen in 3 onderdelen. In een eerste deel brengen we de diversiteit van bloedparasieten in kaart, in een tweede bepalen we de evolutionaire relaties van de bloedparasieten en hun gastheren en tenslotte bestuderen we de ecologische gastheer-vector-parasiet relaties in een derde deel. Van iedere kikker werden bloedstalen via de femorale slagader genomen. Deze werden gebruikt om dunne bloedsmeren te prepareren voor screening naar aanwezigheid van parasieten en voor morfometrische analyses van parasieten. De rest van het bloed werd gefixeerd in 70% ethanol voor latere moleculaire analyses. Bloedsmeren werden met behulp van ‘Giemsa’ gekleurd voor microscopische screening naar de aanwezigheid van organismen in het bloed. Positieve infecties werden dan verder onderzocht naargelang de doelstellingen van de respectievelijke hoofdstukken. Deze methodes omvatten zowel morfologische als moleculaire analyses. Voor identificatie en beschrijving van de soorten werd eerst en vooral morfologische informatie gebruikt maar ter ondersteuning ook moleculaire informatie. Daarnaast werd de moleculaire informatie gebruikt om de evolutionaire relaties tussen de bloedparasieten te reconstrueren.

We troffen een groot aantal verschillende bloedpasrieten aan, waaronder een aantal voorheen voor de wetenschap onbekende soorten. We beschreven drie nieuwe soorten Hepatozoa, twee soorten Dactylosoma, drie soorten Lankesterella en twee haemococcidium soorten van struik en zegge kikkers in Afrika en België. Daarnaast beschreven we een nieuwe filariale nematode bij amfibieën en reconstrueerden we de levenscyclus van de soort. Hierbij werden alle levensstadia gekarakteriseerd via zowel moleculaire als morfologische methodes. Daarbij is onze studie de eerste om de levensgeschiedenis van een filariale nematode van amfibieën uit zuidelijk Afrika op te helderen. Onze studie is ook de eerste die zowel voor Afrikaanse als Europese haemocociddium soorten van kikkers genetische informatie aanlevert. Fylogenetische analyses tonen aan dat de Hepatozoa soorten van Afrikaanse kikkers een aparte monofyletische groep vormen, gescheiden van de Hepatozoa van Europese en Noord Amerikaanse kikkers. Met betrekking tot de fylogenie van de Dactylosoma soorten blijkt dat ze een aparte monofyletische groep vormen van de andere haemogregarine groepen. Tenslotte presenteren we de resultaten van een case-study waarin we aantonen dat bloedparasieten van kikkers in de Phongolo vloedlanden potentieel hebben als bio-indicatoren voor de integriteit van een ecosysteem. In deze context tonen we dat kikkers van zwaar verstoorde sites meer bloedparasieten dragen dan individuen van minder verstoorde sites.

Algemeen is deze grote multi-species, multi-survey studie een belangrijke bijdrage voor het in kaart brengen van de diversiteit van bloedparasieten bij kikkers in Noordelijk KwaZulu-Natal in Zuid Afrika. We ontdekten verschillende nieuwe soorten kikker-bloedparasieten van verschillende taxa en we leverden de eerste moleculaire data voor Dactylosoma, Lankesterella en een filariale nematode voor Afrikaanse kikkers. Vanuit een ecologisch perspectief voldoen de bestudeerde bloedparasieten aan een heel aantal criteria van goede indicatorsoorten. Ze hebben dus duidelijk potentieel als indicatoren voor ecosysteem gezondheid en voedselwebintegriteit. Deze studie vormt een basis en zet krijtlijnen uit voor toekomstige studies van parasiet diversiteit in Noordelijk KwaZulu-Natal. Dit gebied is niet alleen divers qua kikkers maar ook qua geassocieerde bloedparasieten. Tenslotte levert deze studie ook baseline-informatie voor toekomstige taxonomische en ecologische studies van deze groepen parasieten in Zuid Afrika en overheen de rest van de wereld.