Stability and recovery of parasite communities in dynamic host environments

Abstract

This thesis explores the stability and recovery of parasite communities within dynamic ecological environments, focusing on the host-parasite interactions in aquatic ecosystems. It uses Arctic charr (Salvelinus alpinus L.), a polymorphic European salmonid inhabiting diverse ecological niches, to investigate these interactions and their responses to environmental changes. The research comprises three studies. The first study evaluates the impact of ecological interventions, such as species restocking and the introduction of non-native species, on parasite communities of polymorphic hosts. The findings indicate that despite alterations in the fish community, parasite communities remained stable over time, demonstrating their resilient adaptation to host dynamics and environmental shifts. The second study focuses on the response of parasite communities to the eradication of fish hosts in two Norwegian lakes. This part of the research reveals that parasite communities exhibited an ability to recover and re-establish close to their pre-disturbance diversity and structure. This recovery underscores the inherent resilience and stability within ecological systems and suggests that parasite communities possess dynamic recovery mechanisms enabling them to rebound from population disruptions. Finally, the last study assesses the influence of seasonal migration on the parasitic load in anadromous hosts. This study shows parasite communities are richer and more abundant in migratory individuals compared to their non-migratory counterparts. This suggests that migration introduces higher recruitment of parasites, potentially influencing the fitness and survival strategies of the host species. Moreover, the parasite communities showed stability in both freshwater and marine ecosystems. Overall, this thesis contributes to the field of parasitological and ecological research by showing that parasite communities can be stable and recover when faced with environmental and host changes. These helminths communities in freshwater fish have maintained their structure and functionality despite significant disturbances, such as restocking, species introductions, eradication, and natural host migrations.

Avhandlingen har fokus på stabilitet i partasittsamfunn over ulike tidsperioder hos verten røye (Salvelinus alpinus L.). i dynamiske akvatiske miljø. Studiet er tredelt med ulike aspekter av parasittisme som en viktig økologisk interaksjon og parasittenes respons på ulike miljøendringer. Det første studiet evaluerer hvordan økologisk intervensjon, som utsetting av stedegne og fremmede arter, influerer parasittsamfunn i en polymorf fiskeart som har ulike økologiske nisjer. Til tross for flere endringer i fiskesamfunnet, holder parasittsamfunnene seg relativt stabile. Dette indikerer motstandsdyktighet til endringer i livsmiljøet og vertsdynamikk. Det andre studiet ser på hvordan effekten av vertsutryddelse [fisk] påvirker deres parasittamfunn etter gjenutsetting av fiskevert i to parallelle økosystemer [innsjøer]. Det er helt tydelig at disse parasittsamfunnene har stor evne til vende tilbake til tidligere struktur og diversitet, som indikerer grad av resiliens. Det siste studiet tar for seg hvordan sesongmessige migrasjoner mellom fersk- og saltvann påvirker parasittsamfunnet hos disse vertene. I to påfølgende år har migrerende individer klart flere parasitter [arter og antall] enn ikke-migrerende individer. Studiet viser at vertens migrasjon til et annet livsmiljø øker infeksjon av parasitter samt at parasittsamfunnene i hvert av livsmiljøene er stabile. Avhandlingen viser at parasittsamfunn hos fisk I akvatisk miljø kan fremvise en stabilitet over ulike tidsrom og evner å vende tilbake til tidligere struktur etter ulike menneskelige forstyrrelser som utsetting av stedegne og fremmede arter, vertsutryddelser, samt naturlige migrasjoner.

Cette thèse explore la stabilité et la résilience des communautés de parasites dans des environnements aquatiques dynamiques, en se focalisant sur les interactions entre l'omble chevalier (Salvelinus alpinus L.) et ses parasites. Elle est structurée en trois études distinctes. La première étude évalue l'impact des interventions écologiques, telles que le rempoissonnement et l'introduction d'espèces non indigènes, sur les communautés de parasites des hôtes polymorphes. Les résultats indiquent que, malgré les modifications dans la communauté de poissons, les communautés de parasites sont restées stables au fil du temps, démontrant leur résilience face aux changements de dynamiques des hôtes et aux changements environnementaux. La deuxième étude se concentre sur la réponse des communautés de parasites suite à l’éradication des poissons dans deux lacs norvégiens. Elle révèle que les communautés de parasites peuvent se rétablir et se réorganiser presque comme avant la perturbation, en termes de diversité et de structure. Cette récupération souligne la résilience et la stabilité inhérentes aux systèmes écologiques et suggère que les communautés de parasites possèdent des mécanismes de récupération dynamiques leur permettant de se remettre de perturbations. Enfin, la dernière étude évalue l'influence de la migration saisonnière sur la charge parasitaire chez les hôtes anadromes. Cette étude montre que les communautés de parasites sont plus riches et plus abondantes chez les individus migrateurs par rapport à leurs homologues non migrateurs. Cela suggère que la migration favorise un recrutement accru de parasites, influençant potentiellement l’état général et les stratégies de survie des espèces hôtes. De plus, les communautés de parasites ont montré une stabilité tant au sien des écosystèmes d'eau douce que marins. Globalement, cette thèse démontre que les communautés de parasites dans les écosystèmes aquatiques peuvent maintenir leur stabilité et leur fonctionnalité malgré des perturbations significatives telles que le rempoissonnement, les introductions d'espèces, l’éradication et les migrations naturelles.