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Otto Moog BOKU, Institut für Hydrobiologie und Gewässermanagement Ökologie VO 831.330.

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1 Otto Moog BOKU, Institut für Hydrobiologie und Gewässermanagement Ökologie VO

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3 Inhalt Kolonien, Staaten, Herden Mutualismus, Phoresie Symbiose, Kommensalismus, Synökie, Epökie, Entökie, Metabiose, Parökie Parasitismus, Parasitoide

4 Beziehungen zwischen Lebewesen Vorteil – Nachteil - Neutral

5 Beziehungen zwischen Lebewesen Vielzahl verschiedener Beziehungen zwischen Lebewesen: 1. Vergesellschaftungen von Individuen der gleichen Art Studiengebiet der Soziologie und Verhaltenslehre. 2. Vergesellschaftungen von Individuen verschiedener Arten Studiengebiet für Ökologen, Parasitologen und Infektiologen.

6 Beziehungen zwischen Lebewesen 1. Vergesellschaftungen von Individuen der gleichen Art (intraspezifiche Ass.): –Kolonien (z.B. Algen, Korallenstöcke, Moostiere)

7 Beziehungen zwischen Lebewesen 1. Vergesellschaftungen von Individuen der gleichen Art (intraspezifiche Ass.): –" Staaten " (z. B. Ameisen, Bienen, Termiten)

8 Beziehungen zwischen Lebewesen 1. Vergesellschaftungen von Individuen der gleichen Art (intraspezifiche Ass.): –Herden –Ansammlung von großen Säugetieren (auch gemischte Herden kommen vor, die sich z. B. aus Zebras, Gnus und Straußen zusammen setzenZebrasGnusStraußen

9 Beziehungen zwischen Lebewesen 2. Vergesellschaftungen von Individuen verschiedener Arten: interspezifische Assoziationen (Symbiosen s.l.) - lassen sich einteilen in a) Ökologische Beziehungen b) Trophologische Beziehungen

10 artfremde Vergesellschaftungen ökologische Beziehungen Die Individuen leben in der gleichen Umwelt, haben jedoch –keine direkte Nahrungsabhängigkeit und –keinen (ständigen) Körperkontakt Mutualismus Phoresie

11 Mutualismus Wechselbeziehung zweier artverschiedener Organismen zum gegenseitigen Nutzen beide Partner sind allein überlebensfähig =Gegensatz zu einer Symbiose, im engeren Sinn. –(Großer) Zackenbarsch lässt sich von kleinen Meergrundeln den Mund und die Kiemen putzen. –Als "Geschenk" erhalten die Putzerfische Speisereste. –Diese Assoziation wird auch als "Putzersymbiose" bezeichnet.

12 Mutualismus Krokodilwächter, kriecht auf der Suche nach Insekten in das geöffnete Maul von Krokodilen (kommt unbeschadet wieder heraus) Madenhacker, sammelt Parasiten von Großtieren ab

13 Mutualismus Garnelen, welche die Oberfläche von Fischen nach Ektoparasiten absuchen. Die Assoziation von Seeanemone und Einsiedlerkrebs bringt gegenseitigen Nutzen –Die Seeanemone profitiert von Nahrungspartikeln, die beim Fressen des Krebses frei werden. –Der Krebs wird durch die Nesselzellen der Seeanemone vor Feinden geschützt

14 Phoresie (Transportbeziehungen) Transport von Käfermilben durch Mistkäfer. Die 1,2 mm langen Milben heften sich oft in Massen an den Käfern fest und lassen sich von ihnen zwischen einzelnen Dunghaufen transportieren, wo sie ihre Beutetiere finden.

15 Phoresie Juvenilstadien von Nematoden ("Dauerlarven") lassen sich auf der Oberfläche von Dungkäfern auf neue Substrate (frischer Kot) transportieren. Es besteht keine trophische Abhängigkeit vom "Taxi".

16 Schiffshalter sind an größere Fische und Wale (oder sogar Schiffe) angeheftet, um sich transportieren zu lassen manche haben sie statt einer Rückenflosse eine flache, ovale Scheibe, mit der sie sich festsaugen können. Phoresie

17 Probiose

18 Artfremde Vergesellschaftungen trophische Beziehungen Gast-Wirtbeziehung mit (meist ständigem) engem Körperkontakt und fakultativer oder obligater Nahrungsabhängigkeit. –Gegenseitige Abhängigkeit und Nutzen (= Symbiose im engeren Sinn) –Einseitiger Vorteil und Abhängigkeit ohne Schaden (= Probiose, Kommensalismus i. w. S.) –Einseitiger Vorteil und Abhängigkeit mit Schaden (= Parasitismus)

19 Mykorrhiza Symbiosen von Pilzen und Höheren Pflanzen 80 % aller Pflanzenarten leben mit einer Vielzahl von Bodenpilzen in Symbiose Hyphen umgeben die Wurzeln und dringen in das Gewebe ein Nutzen des Pilzes –Assimilatversorgung Nutzen für die Pflanze –Wasser-und Nährsalzversorgung –Schutz vor Pathogenen

20 Stickstoffassimilation in Pflanzen durch symbiontische Bakterien: Rhizobien –leben in Wurzelknöllchen –versorgen die Pflanze mit anorg. Stickstoff Pflanzen –versorgen Bakterien mit Kohlenstoff- Assimilaten und Energie Wurzelknöllchen der Erle, hervorgerufen durch den Symbionten Actinomyces alni

21 Flechten Symbiosen aus Algen und Pilzen Nutzen –Algen liefern Assimilate –Pilze liefern Wasser, Nährsalze und Schutz völlig neue Morphologie Anpassung an Extrembedingungen: –Trockenheit –Nährstoffarmut Symbiosen Stickstoffassimilation in Pflanzen durch symbiontische Bakterien: Leguminosen Rhizobien: - leben in Wurzelknöllchen - versorgen die Pflanze mit anorg. Stickstoff Pflanzen: versorgen Bakterien mit - Kohlenstoff- Assimilaten - Energie Page 3 Symbiosen Stickstoffassimilation in Pflanzen durch symbiontische Bakterien: Leguminosen Wichtige Nutzpflanzen: -Sojabohne (Glycine max) -Erdnuß (Arachis hypogaea) -Erbse (Pisum sativum) -Ackerbohne (Vicia faba) Page 4 Symbiosen Freilebende Zellen von Rhizobium Erkennung der Wurzelhaare der Wirtspflanze (Lektine!) Einkrümmung der WH, Einschluß des Bakt. Selektive Wurzelhaarinfektion Ausbildung des Infektionsschlauches Infektionsschlauch durchdringt Zellwand und erreicht Cytoplasma der Rindenzellen Einwanderung der Bakterien Vermehrung der Bakterien Leguminosen: Etablierung der Symbiose Page 5 Symbiosen Page Page 7 Symbiosen Symbiosen von Tieren und Algen: Chlorella(einzellige Grünalge) mit Hydra viridis (Süßwasserpolyp) Chlorella in Ciliaten (Pantoffeltierchen) Dinoflaggelaten in Korallen Algenchloroplasten in Gastropoden Page 8 Ernährung Tentakel + Nematocysten + Schleim Planktonfresser Oft nur nachts An Stellen mit (viel) Strömung, exponiert Plankton meistens jedoch nur kleiner Anteil der Nahrung! Symbionten viel wichtiger! Page 9 Zooxanthellen Einzellige Algen Photosynthese Organische Verbindungen für Koralle Koralle bietet Schutz und wichtige Nutrienten Page 10Page 11 Symbiosen Lesen/Infos: Campbell:alt: ; ; neu: ; ; Ergänzende Informationen: Mykorrhiza: Leguminosen: /uni/p000003/sticksto.htm D.Werner: Pflanzliche und mikrobielle Symbiosen Georg Thieme Verlag Stuttgart

22 Termiten und Zellulose- abbauende Flagellaten bilden eine Symbiose. Das Bild zeigt einige im Darm von Termiten lebende Hypermastigiden.

23 Kommensalismus (Mitessertum) Probiose dem Wirt erwächst weder Nutzen noch Schaden einseitiges Nutznießertum, bei der einer der beiden Partner einen Vorteil aus dem Zusammenleben zieht, während der andere Partner keinen Vorteil erhält, aber auch nicht geschädigt wird Z. B. beteiligt sich ein Partner an der Nahrung des anderen beziehungsweise an dessen Nahrungsüberschuss

24 Kommensalismus im engeren Sinn Aasgeier, die große Landraubtiere begleiten und von deren Beuteresten profitieren, ohne Beeinträchtigungen zu verursachen.

25 Probiose - Synökie Nutzung der Wohnstätte eines anderen Lebewesens. Einmietung (leben) in den Wohnungen anderer Lebewesen, ohne diese zu belästigen. Der Gastgeber duldet die Einmietung, solange die Gäste seine Nahrungsreserven nicht wesentlich beeinflussen. Ameisengäste –Z. B. Kurzflügler (stellen Milben und Ungeziefer nach, verzehren tote Ameisen, Abfälle etc.)

26 Probiose – Epökie (Symphorismus) Epökie: Das Siedeln auf dem Körper des Wirtes. Epiphyten, Zum Beispiel wachsen Bromelien und einige tropische Orchideen auf Bäumen. Dadurch erhalten sie bessere Lichtbedingungen, während der Trägerbaum kaum beeinträchtigt wird.

27 Probiose – Epökie (Symphorismus) Epökie: Das Siedeln auf dem Körper des Wirtes. Epizoen (aufsiedelnde Tiere) z. B. siedeln Seepocken auf Walen, Krabben,....

28 Probiose - Epökie –Vergesellschaftung von Polypen und Fischen –Die Polypen besiedeln fakultativ Fische, ohne diese direkt zu schädigen. Ihr Interesse gilt den Exkrementen dieser Fische. Sie können deshalb nicht als Ektoparasiten bezeichnet werden –Polypenkolonien (Hydrichthys cyclothonis) auf Cyclothone signata.

29 Probiose - Entökie Einmietung: Wohnen in einem anderen Lebewesen. –Z. B. das Bewohnen von bereits vorhandenen Baumhöhlen von Vögel und Fledermäusen. –Einsiedlerkrebse bewohnen Häuser von Schnecken, die schon gestorben sind –Können aber im Gegensatz zur Metabiose auch andere Wohnorte annehmen: z. B. besiedeln Einsiedlerkrebse auch Konservendosen, Fledermäuse siedeln auf Dachböden.

30 Probiose - Entökie Aufenthalt im Wirt. –Dabei dienen Hohlräume des Wirtskörpers als Wohnung –beispielsweise leben einige Krebse im Kanalsystem von Schwämmen. –Der Wirt wird dabei meist nicht geschädigt, wobei die Grenze zum Parasitismus nur schwer zu finden ist. So verhalten sich einige Komensale in anderen Entwicklungsstadien auch parasitär.

31 Probiose - Metabiose Stark einseitiges Abhängigkeitsverhältnis einer Art von der Tätigkeit einer anderen Art. –Hohltauben und Grünspechte sind zufolge ihrer weichen Schnäbel auf die Höhlen anderer Vögel angewiesen –Siedeln nur in geeigneten Baumhöhlen (Einflugloch und Abmessungen des Innenraumes

32 Parökie: Nachbarliches Wohnen; Beisiedlung. Ein Lebewesen zieht einen Vorteil daraus, dass es in der Nähe eines anderen lebt. Schakale, die in der Nähe von Raubtieren leben und dadurch Schutz genießen. Vögel folgen größeren Tieren, die beim Weiden Insekten aufscheuchen Probiose - Parökie

33 Probiose - Sozialparasitismus Schmarotzer- oder Kuckuckshummeln (Psithyrus) haben Brutpflege verlernt und schmarotzen an Völkern anderer Hummelarten, indem sie diese ihren Nachwuchs ausbrüten und aufziehen lassen. Weitere Beziehungsformen

34 Kleptobiose (Diebstahl) eine Vergesellschaftung, bei der sich fremde Arten das von anderen gesammelte oder produzierte Nähr - und Baumaterial aneignen –Diebameisen in Nestern anderer Ameisen Ameisen, die andere Nester (mit Hilfe von Propaganda- Pheromonen, toxischen Substanzen, Mandibeln usw.) überfallen und die Brut als Nahrung in das eigene Nest eintragen, Beispiel: Solenopsis (Diplorhoptrum) fugax –Wachsmottenraupen in Bienenstöcken

35 Veränderte Lebensbeziehungen Die Beziehungen zwischen Individuen verschiedener Arten sind nicht starr und können sich durch äußere Einflüsse verändern. Aus einem Symbionten kann unter bestimmten Umständen ein Parasit werden.

36 Schwerpunkt: Ökologische Betrachtungsweise, weniger klinisch-medizinischer Ansatz (z. B. trophische Sicht, Parasiten als funktionelle Fresstypen)

37 Nominalbedeutung Seit 15. Jh. gebuchtes Fachwort –Tischgenosse, Schmarotzer lateinisch: parasitus, i (Schmarotzer) griechisch: parasitos (sitos: Speise) –neben, oder mit einem anderen essend

38 Für den Ökologen ist es wichtig, in einer vollständigen Definition die engen Beziehungen zwischen Parasit und Wirt zu betonen (Begon-Harper-Townsend, 1991, Ökologie, Birkhäuser Verlag)

39 Definition: Parasiten sind Lebewesen, die in einem andern Organismus - dem Wirt - leben, von diesem Nahrung beziehen (Nährstoffe von einem Wirtsorganismus erhalten) dabei dem Wirt schaden können, aber normalerweise nicht direkt seinen Tod verursachen bei parasitischen Interaktionen wird auf vorhersehbare Weise dem Wirt zumindest ein gewisser Schaden zugefügt.

40 Definition: Der von einem Parasit befallene Organismus Organismus, in oder auf dem ein Parasit bzw. Erreger schmarotzt.

41 Was kann zur Schädigung des Wirtes führen? Parasiten schädigen ihre Wirte durch –direkte Interaktionen Zellinvasion, Toxine Nahrungsentzug –Folgeerscheinungen von Wirt-Parasiten- Interaktionen Zellen und Moleküle des angeborenen und adaptiven Immunsystems parasitäre Stoffwechselprodukte

42 Haupt -, Neben-, Zwischen-, und Endwirt Hauptwirt: der hauptsächlich befallene Wirt, der optimale Verhältnisse zur Entwicklung und Vermehrung bietet Nebenwirt: dient als Wirt, wenn der Hauptwirt nicht zur Verfügung steht; Gedeihung meist schlechter Zwischenwirte: Bestimmte Parasiten können nach einander mehrere Zwischenwirte haben. Wirte, die nur bestimmte Entwicklungsstadien des Parasiten beherbergen, z.B. als Larve Endwirt: Aufenthaltsort des Parasiten im geschlechtsreifen Zustand z. B. Schweinebandwurm: Zwischenwirt Schwein, Endwirt Mensch

43 Haupt -, Neben-, Zwischen-, und Endwirt Zufallswirt: Durch zufällige (akzidentelle) Aufnahme des Parasiten kann es hier zu einer (kurzzeitigen) Entwicklung des Parasiten kommen, der Wirt ist jedoch nicht für eine Vermehrung geeignet, und die Entwicklung des Parasiten ist nicht vollständig. Fehlwirt: Wie beim Zufallswirt findet hier keine Entwicklung statt, da der Wirt nicht dazu geeignet ist. Im Fehlwirt gelingt es dem Parasiten nicht, sich normal zu entwickeln. Gelegenheitswirt: Der Parasit kann sich in diesem Wirt "normal" entwickeln, er wird jedoch nur äußerst selten befallen, da andere Wirte bevorzugt werden

44 Beispiele Mensch als Fehlwirt Zerkariendermatitis ("Badedermatitis") beim Menschen: Zerkarien von Vogeltrematodenarten sterben im Fehlwirt ab und führen zu Hautproblemen (Juckreiz, Pusteln) Kutane Larva migrans bei Infektion mit tierpathogenen Hakenwürmern

45 Definitionen Endoparasit Parasit lebt im Inneren des Wirtes –oftmals artspezifisch –oft auf spezielle Gewebe oder Organe beschränkt

46 Definitionen Exoparasit (Ectoparasit) Parasit lebt an der Körperoberfläche seines Wirtes –oftmals artspezifisch –oft auf spezielle Körperregionen beschränkt (z. B. artspezifisch bei Branchiobdellidae)

47 Welche Rolle spielen Ektoparasiten als Krankheitsüberträger? Ektoparasiten sind –Lästlinge und können die Körperoberfläche des Wirtes schädigen. –können sie auch wichtige Infektionskrankheiten übertragen. folgende Tabelle zeigt Beispiele wichtiger Krankheiten des Menschen, bei denen Arthropoden als Vektoren dienen.

48 Parasit-Wirt-Beziehung Der Parasit ist wesentlich kleiner als der Wirt Der Parasit lebt in enger räumlicher Assoziation mit dem Wirt Der Wirt dient nicht nur als Energiequelle (Biotop)

49 Parasit-Wirt-Beziehung Parasiten beziehen "gratis" Wohnung und Nahrung im Wirt. –sie scheinen im Paradies zu leben. –das ausgeglichene Habitat und der Schutz vor Prädation sind weitere große Vorteile gegenüber freilebenden Organismen. Betrachtet man die Beziehungen zwischen Parasiten und ihren Wirten genauer, dann wird jedoch deutlich, dass die parasitische Lebensweise komplexe Anpassungen nötig macht.

50 Parasit-Wirt-Beziehung Damit ein Parasit vom Wirt Nahrung beziehen kann, muss er in engem Kontakt zu ihm stehen. Welche Konsequenzen können sich daraus ergeben? –Der enge Kontakt mit dem Wirt löst Abwehrreaktionen aus (z. B. Einkapseln von Pilzhyphen (Krebspest/ Signalkrebs) oder Muschellarven (Flussperlmuschel/ Regenbogenforelle). –Um erfolgreich zu parasitieren, muss der "Gast" die Wirtsabwehr schwächen oder der Wirtsantwort seinerseits eine Strategie entgegensetzen. –Der Parasit ist außerdem gezwungen, rasch zu reagieren, um sich auf neue Gegebenheiten einzustellen

51 Parasit-Wirt-Beziehung das Wirtshabitat ist begrenzt der Wirt hat nur eine beschränkte Lebensdauer. diese Umstände erfordern Strategien zur Habitatveränderung, zum Wirtswechsel. Im Laufe der Evolution ändert sich der Wirt. Wie reagieren Parasiten darauf?

52 Parasit-Wirt-Beziehung Wie reagieren Parasiten darauf? –Die Parasiten werden zur Koevolution gezwungen: Eine Selektion von Wirten mit effizienterer Immunabwehr erfordert Anpassungen des Parasiten, wie beispielsweise eine erhöhte Virulenz. –Diese erhöhte Virulenz des Parasiten wiederum selektioniert Wirte mit niedriger Empfänglichkeit, d.h. einer besseren Wirtsabwehr. –Dieses Wettrüsten ("arms race") war entscheidend an der Entwicklung eines komplexen Immunsystems beteiligt.

53 Parasit-Wirt-Beziehung Die meisten Parasiten sind stärker an ihre Wirtstiere fixiert als Räuber enge funktionelle Beziehung grundlegende Umstrukturierung des Bauplans

54 Parasit-Wirt-Beziehung Ganze taxonomische Einheiten, die zur parasitären Lebensweise übergingen erfahren gruppenspezifische Umwandlungen ihres Bauplanes –Trematodes - Saugwürmer –Cestodes - Bandwürmer

55 Parasit-Wirt-Beziehung Viele Parasiten so spezialisiert, daß sie nur noch anhand früher Entwicklungsstadien taxonomisch einordenbar sind Z. B. Wurzelkrebs Sacculina carcini

56 Sacculina carcini (Crustacea, Cirripedia, Rhizocephala) Lebt endoparasitisch in der Sandkrabbe (Carcinus maenas) besteht nur mehr aus einem verästelten Geflecht aus Schläuchen, das alle inneren Organe des Wirtskrebses umspinnt

57 Sacculina carcini (Crustacea, Cirripedia, Rhizocephala ) freischwimmende Naupliuslarve zeigt alle Merkmale eines Kleinkrebses

58 Ernährungstypen Eingliederung der Parasiten das Schema der Nahrungs/Ernährungsbeziehungen

59 Ernährungstypen Biophage Phytophage, Pflanzenfresser Zoophage, Tierfresser Nekrophage

60 phytophage funktionelle Fresstypen Weidegänger Raspler und Kratzer Blattminierer Zellstecher Phytoplankton-Filtrierer Zerkleinerer Filtrierer Detritusfersser Räuber Parasiten Schnecken Hakenkäfer Miniermotte Moorwasserläufer Wasserfloh, Muschel Bachflohkrebse Muscheln, Schwämme Bachröhrenwürmer Libellen, Steinfliegenlarve Weitere Fresstypen

61 Ernährungstypen Biophage Phytophage Pflanzenfresser Größenverhältnis zwischen Freßtier und Nahrungsorganismus –Phytophag (z. B. Reh frißt Triebe)

62 Ernährungstypen Biophage Phytophage Pflanzenfresser Größenverhältnis zwischen Freßtier und Nahrungsorganismus –Phytophag (z. B. Reh frißt Triebe) –Phyto-Episit: großes Freßtier (z. B. Rind) nimmt kleine Pflanzen zur Gänze auf (vernichtet diese)

63 Ernährungstypen Biophage Phytophage Pflanzenfresser Größenverhältnis zwischen Freßtier und Nahrungsorganismus –Phytophag (z. B. Reh frißt Triebe) –Phyto-Episit: großes Freßtier (z. B. Rind) nimmt kleine Pflanzen zur Gänze auf (vernichtet diese) –Phyto-Parasit

64 Definitionen Phyto-Parasit Vergleichsweise kleiner Organismus, der auf oder in einer wesentlich größeren Pflanze lebt, ohne sie notwendigerweise zum Absterben zu bringen

65 Sonderform bei Phytoparasiten Halbparasit (Hemiparasit) Pflanzenparasiten die vorwiegend Wasser von ihren Wirten bekommen –Sind nicht vollständig auf den Wirt angewiesen –Blätter noch wohl entwickelt –Wurzelsystem verkümmert; Verkümmerte Wurzeln durch Saugwurzeln mit ihren Wirten verbunden (zapfen den Leitungsbahnen das Wasser ab) –heften sich mit kleinen knopfähnlichen Saugwarzen (Hastorien) an die Wurzeln anderer Pflanzen an

66 Hemiparasiten z.B. Augentrost Wachtelweizen Läusekraut Klappertopf

67 Ernährungstypen Biophage Phytophage, Pflanzenfresser Zoophage, Tierfresser Nekrophage

68 Zoophage Parasit-Wirt- Beziehung Räuber-Beute-Beziehung Grenzziehung ist nicht immer klar

69 Wodurch unterscheiden sich Räuber von Parasiten ? Von Prädation spricht man, wenn ein lebender Organismus von einem Prädator total oder partiell konsumiert wird.

70 Definition Räuber Tiere, welche meist kleinere oder gleichgroße Tiere töten und sie, oder Teile von ihnen verzehren (Schwerdtfeger 1978 Lehrbuch der Tierökologie Pareys Studientexte 42 ).

71 Definition Räuber Synonyme –räuberische Tiere –Jäger –Beutegreifer –Prädatoren –Carnivora (Syst.: Raubtiere [Bären, Hunde, Marder, Katzen] –Episiten (Räuber-Beute-Verhältnis)

72 Episitische Nahrungskette Primärproduzenten Pflanzen- oder Detritusfresser Räuber Top-Räuber Körpergrößen nehmen vom ersten zum letzten Glied zu

73 Episitische Nahrungskette im See Primärproduzenten ALGEN Pflanzenfresser WASSERFLOH Räuber LAUBE Top-Räuber HECHT

74 Statements Der Räuber ist größer als die Beute? Ein kräftiger und angriffslustiger Räuber kann auch größere Beutetiere überwältigen: Sperber schlägt die bis zu 3 mal schwerere Ringeltaube Geparde stellen Gnus etc

75 Statements Der Räuber bringt die Beute um Bringt nur der Räuber seine Nahrung um?

76 Organismus, der seine Nährstoffe von einem Wirtstier erhält und dabei den Wirt tötet Parasitoid = Raubparasit

77 Ernährungstypen Biophage Phytophage, Pflanzenfresser Zoophage, Tierfresser Nekrophage Nahrung: unterschiedlichste organische Substanzen, die nicht mehr lebend sind

78 Ernährungstypen Biophage Phytophage, Pflanzenfresser Zoophage, Tierfresser Nekrophage frische Tier- und Pflanzenleichen (Kadaver, z. B. Schmeißfliegen) Saprophage: faulende Kadaver Koprophage, Kotfresser

79 Parasit tötet den Wirt (Teile) und kann auf dem toten Wirt weiterleben Für den nektotrophen Parasiten können die Ressourcen des Wirts manchmal besser verfügbar sein, wenn der Wirt tot ist Nekrophager Parasit

80 Biotropher Parasit Parasit tötet den Wirt, kann aber am toten Wirt nicht weiterleben Für den biotrophen Parasiten bedeutet der Tod des Wirts das Ende seiner aktiven Lebensphase

81 Parasitische Nahrungskette Primärproduzenten Pflanzen- oder Detritusfresser Parasit Hyper-Parasit Körpergrößen nehmen vom ersten zum letzten Glied ab

82 Spezialisation Parasiten weisen hohe Spezialisation auf Bindung an extreme ökologische Nischen kaum evolutive Möglichkeiten offen keine Parasitengruppe, aus der phylogenetisch wieder freilebende Arten hervorgingen

83 Evolution Wirtsmilieu ändert sich stammesgeschichtlich langsamer als Umweltfaktoren der Wirte evolutive Entwicklung der Parasiten hinkt jener der Wirte nach

84 .Fahrenholzsche Regel (=Nitzsch-Kelloggsche Regel): Prinzipien der Wechselbeziehungen zw. Parasit und Wirt, die sich aus der Stammesgeschichte ergeben und für viele Parasitengruppen zutreffen. Infolge gleichlaufender stammesgeschichtlicher Entwicklung und Aufspaltung von Wirt und Parasit lassen sich aus den Verwandschaftsverhältnissen vor allem bei permanenten Parasiten häufig Rückschlüsse auf die Verwandschaftsverhältnisse ihrer Wirtstiere ziehen. Dadurch, dass vor allem die ständigen Parasiten eine hohe Wirtsspezifität besitzen, kann man an –ihrem Vorkommen Verwandschaftsbeziehungen beweisen: –Läuse der Gattung Pediculus leben nur auf Menschen und Schimpansen und unterscheiden sich von denen anderer Säuger

85 Evolution Auf Robben lebende Läuse (Echinophthiriidae) kaum verändert seit ihre Wirte - ursprünglich terrestrische Raubtiere - vom Landleben zum Wasserleben übergingen

86 Evolution Wale verloren ihre terrestrischen Parasiten, da im Gegensatz zu Robben –kein Haarkleid –zur Fortpflanzung nicht an Land freiwerdende ök. Nische von Amphipoden (Cyamidae) besetzt –Anpassung an Lebensformtyp der Läuse –einzige Krebse ohne freischwimmende Larvenstadien

87 Evolution Da nur kleine Evolutionsschritte bei Parasiten möglich - Indizien für Verwandtschaft der Wirte Flamingos (Reiher oder Enten-Verwandte ?) Antwort haben alle Mallophagen mit mit jenen der Entenvögel gemein. jene der Reiher fehlen Bei Dromedar und Lama weisen Parasiten auf gemeinsame Ausgangsformen hin

88 Exkurs Mallophaga (Haarlinge, Federlinge) UO, werden mit den Anoplura (Echte Läuse) in der Ordnung der Phthiraptera (Tierläuse) zusammengefaßt leben ektoparasitisch auf Vögeln und Säugetieren. Ihr Name bedeutet Wollfresser (gr. mallos=Wolle, phagein=fressen) 2000 Arten weltweit

89 Selektionsdruck, Koevolution Meistens können Parasiten sich nur solange von ihrem Wirten ernähren als dieser lebt. Tötet eine besonders virulente Parasitenpopulation ihren Wirt sehr schnell, so kann diese Population nur dann weiter existieren, wenn es gelingt, einen anderen Wirt zu finden (infizieren)

90 Selektionsdruck Deshalb sind weniger mobile Parasiten einem Selektionsdruck zur Verminderung ihrer Virulenz ausgesetzt Gleichzeit steht die Wirtspopulation unter dem Selektionsdruck abnehmender Empfindlichkeit Koevolution von Wirt und Parasit

91 Koevolution Durch Koevolution resultiert geringere Schädigung des Wirts Ergebnis: Vielzahl schonender Parasitismen –Läuse –Bandwürmer –Spulwürmer

92 Parasitismus bedingt Schädigung Auch der schonendste Parasitismus –verbraucht Energie und Material des Wirts –verursacht Verminderung des Körper- oder Populationswachstums

93 Weitere Definitionen Multiparasitismus verschiedene Parasitenarten befallen einen Wirt Hyperparasit Parasit eines Parasiten z.B. parasitiert auf der Laus die Fleckfieber- Bakterie, welche das Läusefleckfieber auslöst durch Kratzen kann die Übertragung von Krankheiten von der Laus auf den Mensch begünstigt werden

94 Definitionen Mikroparasiten (May & Anderson, 1979 Nature, 280: ) Vermehrung findet innerhalb der Wirtszelle statt

95 Definitionen Makroparasiten wachsen in Wirt heran (meist in Körperhöhlen) –Vermehrung durch Produktion infektiöser Stadien –diese werden aus dem Wirt entlassen, um neue Wirte zu infizieren

96 Welche Organismen zählen zu den Mikroparasiten ? Bakterien Phagen Viren Pilze Einzeller

97 Wirtspräferenz von Mikroparasiten Tierische Wirte –Bakterien –Protozoa Pflanzliche Wirte –Viren –Phagen –Pilze

98 Direkte Übertragung von Mikroparasiten aktiv bewegliche Stadien direkter Körperkontakt (z. z. B. Geschlechtskrankheiten) Infektionskrankheiten z. B. Tröpfcheninfektion direkte Aufnahme –z. B. durch Nahrung und Wasser –z. B. Amöbenruhr: Entamoeba histolytica tw. Dauerstadien (bis zu Jahrzehnten)

99 Übertragung von Mikroparasiten Vektorenübertragung indirekte Übertragung durch eine andere Art (Vektor) z. B. Schlafkrankheit z. B. Malaria

100 Definition Vektor - jeder Träger, welcher einen pathogenen Organismus auf einen geeigneten Wirt überträgt entspricht Zwischenwirt

101 Vektoren ? Schlafkrankheit –Trypanosoma-Arten – Tsetse-Fliege Malaria –Plasmodium-Arten –Anopheles-Mücke

102 Bedeutende Makroparasiten ? Parasitische Eingeweidewürmer Läuse Flöhe Zecken Milben Pilze u. a. m.

103 Bedeutende Makroparasiten ? Parasitische Eingeweidewürmer –Plathelminthes (alte Bezeichnung) Cestodes (Bandwürmer)

104 Exkurs Bandwürmer Die Bandwürmer (Cestoda) sind eine Klasse der Plattwürmer (Plathelmintes). Weltweit etwa Arten bekannt leben als Parasiten im Darm von verschiedenen Wirbeltieren und haben eine Außenhülle aus verschmolzenen Zellen (Syncytium) ausgebildet (dient der Nahrungsaufnahme und dem Schutz vor der Verdauung durch den Wirt.Syncytium Bei fast allen Arten der Bandwürmer gibt es einen Wirtswechsel im Verlauf der Ontogenese Die Larven bilden im Regelfall Cysten, also Dauerstadien im Gewebe eines ZwischenwirtsCysten Die ausgewachsenen Würmer haften sich im Normalfall durch Saugnäpfe oder einen Hakenkranz im Darm des Endwirts fest und nehmen hier die bereits durch die Verdauungsenzyme des Wirts freigesetzten Nährstoffe direkt durch die Haut auf.

105 Kreislauf von Triaenophorus 1 geschlechtsreifer Wurm 2 Ei 3 Flimmerlarve (Oncosphaere) 4 Procercoid 5 Plerocercoid Scolex + Haken u.li.: T. crassus u.re.: T. lucii

106 Bedeutende Makroparasiten ? Parasitische Eingeweidewürmer –Plathelminthes (alte Bezeichnung) Cestodes (Bandwürmer) Trematodes (Saugwürmer) –(Schistosomen, Leberegel)

107 Exkurs Saugwürmer Die Saugwürmer (Trematoda) bilden eine Klasse von parasitär lebenden Plattwürmern (Platyhelmithes) (etwa 6000 Arten).Klasse Die Körperform ist meist blattförmig, manchmal aber auch walzenförmig, zwischen 0,2 und 165 Millimeter lang Auf der Bauchseite befinden sich Haftorgane (Saugnäpfe). Der Darm ist in der Regel gabelig gespalten und blind geschlossen. Die Mehrzahl der Arten ist durch ein frei lebendes Stadium gekennzeichnet. Hinweis auf eine größere evolutionäre Nähe zu den frei lebenden Plattwürmern als zu den schmarotzenden Bandwürmern.

108 Bedeutende Makroparasiten ? Parasitische Eingeweidewürmer –Plathelminthes (alte Bezeichnung) Cestodes (Bandwürmer) Trematodes (Saugwürmer) –(Schistosomen, Leberegel) Acanthocephala (Kratzwürmer)

109 Exkurs Kratzwürmer Die Kratzwürmer sind Parasiten, die wirbellose Tiere, Fische, Amphibien, Vögel und Säugetiere befallen. Acanthocephala: Acanthus - Dorn, Cephalus - Kopf Ungefähr 850 Arten sind beschrieben worden.

110 Bedeutende Makroparasiten ? Parasitische Eingeweidewürmer –Plathelminthes (alte Bezeichnung) Cestodes (Bandwürmer) Trematodes (Saugwürmer) –(Schistosomen, Leberegel) Acanthocephala (Kratzwürmer) –Rundwürmer (alte Bezeichnung) Nematoda (Ascaris, Filaria, Mermithoidea)

111 Exkurs Nematoda Die Fadenwürmer (Nematoda) sind einer der artenreichsten Stämme des Tierreichs. wurmförmige Gestalt, lang und im Querschnitt rund. Eine Segmentierung fehlt. Die Nematoden kommen fast überall vor, im Meer, Süßwasser und in terrestrischen Biotopen. Es gibt eine erhebliche Anzahl parasitischer Arten, sowohl in Pflanzen (siehe etwa Rübenälchen) als auch in Tieren (Menschen).Rübenälchen Beispiele: –Spulwurm (Ascaris lumbricoides), –Mikrofilarien Wuchereria bancrofti und Brugia malayi,Wuchereria bancrofti –Madenwurm (Enterobius vermicularis) oder der –Zwergfadenwurm (Strongyloides stercoralis

112 Bedeutende Makroparasiten ? Parasitische Eingeweidewürmer –Plathelminthes (alte Bezeichnung) Cestodes (Bandwürmer) Trematodes (Saugwürmer) –(Schistosomen, Leberegel) Acanthocephala (Kratzwürmer) –Rundwürmer (alte Bezeichnung) Nematoda (Ascaris, Filaria, Mermithoidea) Nematomorpha (Gordioidea)

113 Exkurs Wasserkälber Langgestreckte Würmer (80 cm bis 1,5 m) kreisrunder Körperquerschnitt roßhaardünn (bis 1,5 mm) Darm stark zurückgebildet; Blutgefäß- und Extkretionssystem fehlen Eier müssen im Wasser abgelegt werden Freilebende Larven sind kurzlebig Larven parasitisch: –vorstülpbarer Rüssel mit 3 Stiletten bewehrt –dringen in den Körper von Wasserinsekten ein und entwickeln sich zum fertigen Wurm –Vollendung der Entwicklung, wenn Wirt von größerem Räuber gefressen wird –einkapseln auf Grashalmen, warten auf Wirtsfraß (z. B. Heuschrecken); bis 1 Monat lebensfähig

114 direkte Übertragung ektoparasitische Plathelminthes Trematodes - Monogenea –Haut/Kiemen von Fischen (Amphibien, Reptilien, Wale, Tintenfische) spezialisierte Haftorgane neue Wirte durch freischwimmende Larven oder Adulti selbst aktiv aufgesucht

115 direkte Übertragung Eingeweidenematoden –Übertragung durch z. B. Verschlucken –Nematoden des Darmtraktes sind i. b. auf Potential und Gesundheitsschäden die wichtigsten menschlichen Darmparasiten –perkutanes Eindringen: Beispiel Hakenwurm

116 direkte Übertragung Läuse und Flöhe –Läuse (Säugetiere und Vögel) verbringen gesamten Lebenszyklus auf Wirt Übertragung: direkter Körperkontakt –Flöhe (Säugetiere und Vögel) legen Eier in das Nest des Wirts dort Larvalzeit nach Adultschlupf neuer Wirt gesucht (oft erhebliche Entfernungen zurückgelegt)

117 direkte Übertragung - Pflanzen Mehltau und andere pathogene Pilze –Kontakt zwischen Pilzspore und Pflanze (Windübertragung) –Eindringen in Wirtspflanze –Entwicklung und Sporenproduktion

118 direkte Übertragung - Pflanzen parasitische Blütenpflanzen –Holoparasiten (ohne Chlorophyll) bei Versorgung mit Wasser, Nährstoffen und C gänzlich auf Wirtspflanze angewiesen. Verkümmerung der assimilatorischen Organe –Hemiparasiten zur Photosynthese befähigt, aber Verbindung zur Wirtspflanze (Wasser und Nährstoffe) ohne Wirt zu Kümmerdasein befähigt

119 Holoparasiten –Rafflesia arnoldi: extremer Holoparasit ganzer vegetativer Körper besteht nur noch aus einem Geflecht im Inneren der Wirtspflanze Cissus-Art auf Sumatra einzig äußerlich sichtbare Struktur: Blüte

120 direkte Übertragung - Pflanzen Misteln –Hemiparasiten auf Zweigen von Bäumen –große Samen (Vogelverbreitung)

121 Übertragung von Makroparasiten Direkte Übertragung –Z. B.Bandwürmer –Übertragung durch ungenügend gekochtes Fleisch Vektorenübertragung = indirekte Übertragung

122 indirekte Übertragung - Makroparasiten Trematoda - Schistosomen –Verursacher der Bilharziose –Lebenszyklus: sexuelle Fortpflanzung in einem terrestrischen Wirbeltier vegetative Vermehrung in einer Schnecke

123 Indirekte Übertragung - Makroparasiten Fadenwürmer - Filarien –Filarien sind langlebige Parasiten des Menschen Onchocerca volvulus - Flußblindheit Wuchereria bancrofti - Filariasis –Alle benötigen während Larvalentwicklung eine gewisse Zeit in einem blutsaugenden Insekt

124 Weitere Parasitengruppen

125 Parasitische Chironomiden

126 Entwicklung der Flußperlmuschel Kiemen zu Marsupien umgebildet Eier in Marsupien gehalten Spermien durch Atemwasser aufgenommen Eier befruchtet –pro Muttertier bis 10 Millionen Eier pro Jahr

127 Entwicklung der Flußperlmuschel Juni/Juli Abgabe der Eier aus den Keimdrüsen Einlagerung in den Marsupien, Befruchtung ev. Geschlechts-Umwandlung in Männchen und Selbstbefruchtung Embryonalentwicklung 4-6 Wochen August Embryonalentwicklung, Ausstoß der Glochidien (40-70 Mikrometer) Suche nach Wirtsfisch, Festheften an Kiemen April/Mai Verlassen des Wirtsfisches 2 Jahre Leben im Bettsediment? Jahre freies Muschelleben

128 Schutzstatus Zählt zu den am meisten gefährdesten Tierarten in A Rote Liste D & A: vom Aussterben bedroht Rote Liste IUCN Berner Konvention: vom Europarat auf die Liste im Anhang 2 der besonders geschützten Arten gesetzt; eigene Resolution (1991) Washingtoner Artenschutzabkommen 1973 : im gesamten Verbreitungsgebiet gefährdet

129 Wassermilben - Hydrachnellae klein sackförmiger Körper ungegliedert 8 Beine 2 Mundzangen (Cheliceren)

130 Hydrachnellae (=Hydracarina) Systematik 2 große Gruppen AnactinotrichidaActinotrichida (Parasitiformes)(Acariformes) Opilioacarida Trombidiformes Tetrastigmata Tarsonemini Gamasida Protostigmata Mesostigmata Hydrachnellae Ixodides Eriophyoidea µ

131 Wassermilben Nahrung –Imagines: Räuber - Beute wird mit Palpen ergriffen, angestochen und ausgesaugt. –Körpersäfte kleinerer Tiere, z.B. planktische oder benthische Kleinkrebse (Cyclopiden). –Larven: Parasiten; Blut von Beutetieren

132 Wassermilben Viele frei lebenden Wassermilben durchlaufen eine ektoparasitische Phase an Wasserinsekten Wirte: –Muscheln –Chironomidae ( Orthocladiinae und Tanytarsini) –Hemiptera –Simuliidae –seltener andere Ordnungen

133 Schwammfliegen - Systematik Familie Sisyridae Handlirsch, 1908 weltweite Verbreitung 3 Gattungen 50 Arten Gattung Sisyra Burmeister, Arten in EU 3 Arten in A

134 Schwamm- fliegen Larve Grünlich mm Körperlänge haardünne, gerade Saugrohre

135 Schwammfliegen –Nahrungsaufnahme: Saugrohr; Körperflüssigkeit der Schwämme –gelegentlich saugt die Larve auch an Moostieren

136 Parasitische Chironomiden

137 Parasitologie Parasitologie ist heute ein Teilgebiet der Ökologie, das sich mit den Lebens- und Umweltverhältnissen von Parasiten und ihren Wirten, aber auch mit Bekämpfungs- und Ausrottungsmaßnahmen befasst. bedient sie sich vieler Disziplinen, von Ökologie bis zur Verhaltensbiologie. wichtige Rolle spielt die Medizin, da viele parasitische Lebensformen Krankheitserreger bei Mensch und Tier sind. Hierbei ist auch die begriffliche Abgrenzung zwischen Parasit und Mikroorganismus als Krankheitserreger häufig schwierig

138 Erreger von Infektionen des Menschen Prionen: Proteine ohne Nukleinsäuren Viroide: nackte Nukleinsäuren Viren: Von Proteinen umgebene DNS/RNS Bakterien: Prokaryota mit Zellwand Pilze: Eukaryota mit Zellwand Protozoa HelmintheesEukaryota Parasitische Arthropodaohne Andere Metazoa (etwa Egel) Zellwand Amöben, Bandwürmer, Zecken... Von Horst Aspöck 2003, Biologiezentrum des OÖ Landesmuseums

139 Medizinische Parasitologie In der Medizin fasst man unter Parasiten jene Organismmen zusammen, die nicht zu den Viren, Bakterien oder Pilzen gehören Jährlich sterben etwa 3 Millionen Menschen an Parasiten (Tropen) Aus Mitteleuropa sind etwa 300 human- pathogene Parasiten bekannt, die im und am Menschen parasitieren.

140 Medizinische Parasitologie Manche Parasiten können auch schwere bis lebensgefährliche Krankheiten übertragen –Toxoplasmose bei Ungeborenen –Akanthamöben-Keratitis bei Kontaktlinsenträgern –Echinokokkosen bei Fuchs- oder Hundebandwurm –Toxokarose bei Hundspulwürmern (oft unerkannt) –Frühsommer-Meningoencephalitis –Borreliose Lit.: Aspöck: Amöben, Bandwürmer, Zecken (2002).- Denisia ; Linzer Landesmuseum

141 Ist der Fötus im Mutterleib ein Parasit? Was spricht dafür und was dagegen? Der Artgenosse als Parasit

142 Trichosomoides crassicauda (Nematode in der Harnblase der Ratte): 3 bis 4 Zwergmännchen leben im Uterus des weiblichen Wurms. Edriolychnus schmidti (Tiefseeangler): rückgebildete Männchen, die in der Haut des weiblichen Fisches festgewachsen sind. Damit wird die Befruchtung der Eier in der Tiefsee garantiert.


Herunterladen ppt "Otto Moog BOKU, Institut für Hydrobiologie und Gewässermanagement Ökologie VO 831.330."

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