Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/35453
Type: Tese
Title: Diversity of avian haemosporidian parasites in Brazil from large to small scale
Authors: Asmat Ullah Khan
First Advisor: Erika Martins Braga
First Co-advisor: Francisco Carlos Ferreira Júnior
First Referee: Fernanda Vieira da Costa
Second Referee: Gustavo Augusto Lacorte
Third Referee: Ralph Eric Thijl Vanstreels
metadata.dc.contributor.referee4: Yasmine Antonini
Abstract: Avian haemosporidian is a diverse group of protozoan parasites including Plasmodium and Haemoproteus that can infect birds and use a variety of Diptera vectors for their transmission. It has been known that host traits and annual seasonal cycles may influence infection rates of these parasites in bird communities. However, in the Neotropics such influence remains to be determined. We examined the effect of temporal dynamic and host traits on the prevalence and diversity of avian haemosporidian parasites in the Brazilian avifauna of the Caatinga biome. A total of 933 samples were molecularly screened for the presence of Plasmodium/Haemoproteus infections. We found high avian haemosporidian prevalence (51.3%; n=481/933) varying according to temporal dynamic with the highest prevalence (61%) observed in the beginning of dry season. Prevalence also varied among the 20 well-sampled host species within a range from 0 to 70%. The host functional traits (feeding behavior, flocking behavior, habitat use and nest type) were associated with infection rate for Haemoproteus (Haemoproteus), with high infection rates observed for granivorous, single species flock, forest habitat independent, and open cup nester birds. For Haemoproteus (Parahaemoproteus) and Plasmodium infection, none correlation with host functional traits was observed. After excluding the large sample size of Columbiformes (n=462/933), Plasmodium infection rate showed association with feeding behavior, nest type and migratory behavior. Subsequent to parasite screening and prevalence determination, sequencing PCR was performed to determine parasite lineage diversity. Parasite community was composed of 32 distinct lineages, including 7 new lineages, pointing to high haemosporidian diversity in the Caatinga biome when compared to other studies in seasonally dry ecosystems. Interestingly, our results suggest that avian host traits are important determinants of prevalence and diversity of avian haemosporidian parasite in Caatinga biome. We also analyzed the diversity and distribution of avian haemosporidian lineages on a broad scale across a diverse range of avian hosts in seven ecologically distinct habitats in Brazil. Plasmodium was the most common parasite group in Brazil, accounting for 67% of the recovered lineages and that pattern was observed in five out of the seven habitats evaluated here. However, H. (Haemoproteus) was the most common parasite among birds from the Caatinga biome while H. (Parahaemoproteus) was prevalent in Restinga habitat, Among the 69 well-sampled lineages (lineages detected at minimum of four times), 48 were habitat-generalist (36 Plasmodium, seven H. (Parahaemoproteus), and five H. (Haemoproteus), occurring in two or more host species or habitats. Plasmodium lineages showed a broader host and habitat range when compared to H. (Parahaemoproteus) and H. (Haemoproteus). Interestingly, we found 14 Plasmodium lineages that were host and habitat specialist. Our results suggest the existence of both host and habitat generalist and specialist lineages in the two main genera, Plasmodium and Haemoproteus, in Brazil. Further studies are required aiming to understand the factors influencing the way avian haemosporidian parasites colonize bird communities in the Neotropical region.
Abstract: Hemosporídios aviários são um grupo diverso de parasitos protozoários, que incluem os gêneros Plasmodium e Haemoproteus. Estes parasitos podem infectar aves e usar uma variedade de dípteros como vetores para sua transmissão. Sabe-se que características do hospedeiro e ciclos sazonais anuais podem influenciar a taxa de infecção desses organismos. Entretanto, tais efeitos em hemosporídeos de aves neotropicais ainda precisam ser determinados. Examinamos o efeito da dinâmica temporal e características do hospedeiro na prevalência e diversidade de hemosporídeos aviários na avifauna brasileira do bioma Caatinga. Um total de 933 amostras foram testadas quanto à presença de infecções por Plasmodium / Haemoproteus. Encontramos alta prevalência de hemosporídeos nas aves (51.25%; n = 481/933) variando de acordo com a dinâmica temporal. A maior prevalência (61%) foi observada no início da estação seca. A prevalência também variou entre as 20 espécies hospedeiras bem amostradas variando de 0 a 70%. A história de vida do hospedeiro (comportamento alimentar, comportamento de flocagem, uso de habitat e tipo de ninho) também foram associadas à taxa de infecção por Haemoproteus (Haemoproteus). Altas taxas de infecção foram observadas para aves granívoras, bandos compostos por uma única espécie, com habitats independentes de florestas e com ninhos do tipo aberto. Para a infecção por Haemoproteus (Parahaemoproteus) e Plasmodium, não foi observada nenhuma correlação com as características da história de vida do hospedeiro. Após excluir amostras de Columbiformes (n = 462/933), a taxa de infecção por Plasmodium mostrou associação com comportamento alimentar, tipo de ninho e comportamento migratório. Após o diagnostico fizemos uma PCR de sequenciamento para verificar a diversidade de linhagens de parasitos. A comunidade de parasitos foi composta por 32 linhagens distintas, sendo que dessas 7 são novas. Este resultado demonstra uma alta diversidade de hemosporídeos na Caatinga quando comparada a outras fitofisionomias brasileiras em ecossistemas sazonalmente secos. Também analisamos a diversidade e distribuição de linhagens haemosporidianas de aves em larga escala de ampla gama de hospedeiros aviários em sete habitats ecologicamente distintos no Brasil. Plasmodium foi o grupo parasitário mais comum no Brasil, representando 67% das linhagens recuperadas e esse padrão foi observado em cinco dos sete habitats aqui avaliados. Entretanto, o H. (Haemoproteus) foi o parasito mais comum entre as aves do bioma Caatinga, enquanto o H. (Parahaemoproteus) foi prevalente no habitat de Restinga. Entre as 69 linhagens amostradas (linhagens detectadas no mínimo quatro vezes), 48 eram de habitat geralista (36 Plasmodium, sete H. (Parahaemoproteus), e cinco H. (Haemoproteus), ocorrendo em duas ou mais espécies hospedeiras ou habitats. As linhagens de Plasmodium mostraram mais ampla gama de hospedeiro e habitats quando comparadas com H. (Parahaemoproteus) e H. (Haemoproteus). Encontramos 14 linhagens de Plasmodium que foram hospedeiras especialistas em habitats especializados. Os resultados sugerem a existência de linhagens hospedeiras generalistas de habitat especializados nos dois principais gêneros, Plasmodium e Haemoproteus, no Brasil. Mais estudos são necessários para entender os fatores que influenciam a forma como os parasitos haemosporidianos colonizam as comunidades de aves na região Neotropical.
Subject: Parasitologia
Plasmodium
Haemosporida
language: eng
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Parasitologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/35453
Issue Date: 28-Mar-2019
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