Disentangling the heterogeneity of Crithidia bombi infections in bumblebee populations

Abstract

Weltweiter Biodiversitätsverlust und (neu) auftretende Infektionskrankheiten stellen eine ernsthafte Gefahr für Mensch und Umwelt dar und stehen im Fokus derzeitiger Forschungsaktivitäten. Hummeln spielen eine Schlüsselrolle bei der effektiven Bestäubung von Wild- und Kulturpflanzen und sind ebenfalls betroffen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den vielfältigen Aspekten komplexer Wirt-Parasit-Interaktionen (exemplarisch mittels des Bombus-Crithidia Systems) mit dem Ziel, den individuellen Beitrag genetischer, dichteabhängiger und umweltbedingter Einflüsse kenntlich zu machen. Eine hohe Dichte von Hummelvölkern begünstigt die Übertragung des Parasiten. Bei Bombus terrestris ist der Einfluss der genetischen Vielfalt jedoch bedeutend größer – hier besteht ein negativer Zusammenhang mit der Crithidia bombi Prävalenz. Zusätzlich bestätigen meine Ergebnisse die Bedeutung der Artzugehörigkeit der Wirte sowie die der konkreten Zusammensetzung lokaler Artengemeinschaften. Artspezifische Unterschiede (z.B. des Übertragungspotentials) müssen deshalb berücksichtigt werden, da artenarme Gemeinschaften von potentiellen ‘Superspreadern’ dominiert sein könnten, was anscheinend auf B. lapidarius zutrifft.

Global loss of biodiversity and emerging infectious diseases represent current research priorities as they seriously threaten human and wildlife welfare. These risks also apply to bumblebees which provide effective pollination service to wild plants and crops. Using the well-established Bombus-Crithidia system, the present thesis addresses multifaceted aspects of complex host-parasite interactions in order to unravel the individual contribution of genetic, density-dependent and environmental impact at different levels of biological organisations. Host density and parasite prevalence were positively associated at the population level. However, the relative contribution of genetic diversity – with respect to reduced Crithidia bombi prevalence in B. terrestris – is much higher. At the community level, my results additionally confirm the decisive role of host species identity and local community composition. Therefore, species-specific differences (for example in the transmission potential) also need to be considered because communities of low diversity may be dominated by potential superspreaders which tends to apply to B. lapidarius.