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Explorando populações de parasitas em poços de água da savana
Os cientistas descobriram rapidamente que as densidades de parasitas eram muito maiores em torno da água e que a alteração do suprimento de água também alterava a densidade do parasita.
Por Universidade da Califórnia - Santa Bárbara - 11/01/2022


As bacias da Ol Pejeta Conservancy fornecem água para a vida selvagem e o gado. Crédito: Georgia Titcomb

O sol nasce nas savanas do centro do Quênia. A grama balança ao vento enquanto passos de cascos caem no chão poeirento. Uma coleção de animais selvagens icônicos da África se reúne em torno de um bebedouro para saciar a sede durante a estação seca da região.

Mas não são apenas os herbívoros e carnívoros da região que se reúnem nesta estação.

“Pensamos nos bebedouros como centros icônicos desses animais majestosos ”, disse Georgia Titcomb, bióloga da UC Santa Barbara, “mas também são pontos de acesso para os parasitas que infectam esses animais”.

Os recursos unem os organismos, então Titcomb estava curioso para saber como os poços de água podem afetar a distribuição e a densidade dos parasitas da savana. Com a ajuda de cientistas cidadãos, ela e uma equipe internacional de pesquisadores descobriram que a densidade de parasitas é muito maior em torno de fontes de água do que em outras partes da paisagem. Embora o salto no risco de exposição tenha variado entre as diferentes espécies hospedeiras, a equipe descobriu que era duas ordens de magnitude maior para bovinos e elefantes em particular. Os resultados, publicados na  Nature Communications , fornecem informações ecológicas, bem como potenciais aplicações na pecuária e no manejo da vida selvagem.

Atraindo tanto a vida selvagem quanto o gado, recursos intensamente compartilhados como poços de água promovem a disseminação de patógenos e parasitas. E embora sejam muitas vezes difamados, os parasitas podem fornecer aos cientistas uma riqueza de informações sobre a saúde do ecossistema e as interações entre as espécies.

Titcomb e seus coautores investigaram como os bebedouros afetaram a transmissão de parasitas usando nematóides gastrointestinais – um grupo de parasitas economicamente importante com um ciclo de vida relativamente simples.

Para investigar o fenômeno, Titcomb realizou um experimento na Ol Pejeta Conservancy, no centro do Quênia. O santuário enche bacias de concreto de 16 pés de largura para fornecer água à vida selvagem e ao gado. Os cientistas trabalharam com a equipe da Ol Pejeta para drenar cinco bacias por pelo menos um ano para compará-las com cinco bacias cheias permanentemente e cinco locais secos para um total de 15 locais. Eles pesquisaram cada local várias vezes ao longo do experimento, visitando as bacias antes, durante e depois do horário em que foram drenadas.

Os cientistas coletaram amostras ao longo de transectos saindo do centro de cada local, identificando a densidade do esterco e as espécies de origem. A equipe realizou contagens de ovos fecais em diferentes espécies hospedeiras e contextos para estabelecer a densidade de ovos de nematóides. Eles então sintetizaram seus dados com informações da literatura para estimar a densidade de parasitas em cada local.
 
Os cientistas descobriram rapidamente que as densidades de parasitas eram muito maiores em torno da água e que a alteração do suprimento de água também alterava a densidade do parasita. As densidades parasitárias ao redor das bacias drenadas caíram para um terço dos níveis relativos aos locais que permaneceram preenchidos. Dito isto, as densidades não caíram para níveis comparáveis ​​aos locais sem água. "[Isso é] provavelmente devido a uma combinação de animais bebendo água da chuva e pastando em gramíneas produtivas que podem brotar em torno de poços de água", disse Titcomb, referenciando seu artigo anterior sobre comunidades de plantas de poços de água.

Os pesquisadores também queriam estimar a exposição potencial ao parasita, não apenas a densidade, e isso exigia que eles medissem a atividade animal. Então eles colocaram armadilhas fotográficas em todos os locais, capturando imagens de visitas de animais por dois anos contínuos.

Usando a plataforma online Zooniverse, eles pediram a ajuda de cientistas cidadãos para classificar as quase 1 milhão de fotografias. O projeto atraiu cerca de 10.000 colaboradores e teve um grande aumento na participação durante a pandemia. "Somos muito gratos a todos os voluntários que tornaram nossas vidas muito mais fáceis e o projeto muito mais divertido", disse Titcomb.

Os voluntários identificaram o número e as espécies de animais em uma imagem e quantos indivíduos estavam comendo ou bebendo. Para cada espécie hospedeira, os cientistas pegaram o número de segundos gastos com alimentação por dia e o multiplicaram pela densidade do parasita para estimar a exposição de uma espécie.

Titcomb disse que esperava que os poços de água agregassem parasitas, levando a uma maior exposição dos hospedeiros. "Mas não esperávamos o grau de variação entre as diferentes espécies de vida selvagem", explicou ela. “Os animais que foram mais fortemente afetados, e que realmente seguiram nossas expectativas, foram os que são bastante dependentes da água: elefantes e gado”.

A exposição potencial de parasitas para bovinos e elefantes foi 143 e 67 vezes maior, respectivamente, perto da água do que em locais secos em Ol Pejeta Conservancy. Zebra e impala também viram taxas de exposição potencial aumentadas perto da água: 20 e oito vezes mais.

Intrigado com os fortes resultados, Titcomb calculou a proporção de exposição ao parasita que acontece ao redor da água. “Assumindo que as densidades de exposição do nosso estudo são aproximadamente consistentes em toda a paisagem, mais da metade de todas as exposições de elefantes e gado a esses parasitas acontecem a 500 pés de poços de água”, disse ela. E isso não inclui outros recursos importantes na paisagem – como rios, salinas ou currais de gado – que provavelmente funcionam de maneira semelhante.

Esses resultados inspiraram os pesquisadores a examinar como a aridez diferente pode alterar o grau em que as fontes de água concentram os parasitas. Os pesquisadores pesquisaram 17 poços de água diferentes e 17 locais secos no Centro de Pesquisa Mpala, no centro do Quênia, e outros três locais úmidos e secos em Ol Pejeta Conservancy. Esses locais variaram drasticamente na precipitação recebida.

Além disso, os locais experimentaram chuvas sazonais altamente variáveis, que os pesquisadores poderiam usar para identificar potenciais pulsos de parasitas de curto prazo. Eles descobriram que nas áreas e períodos mais secos, a densidade de parasitas em torno de fontes de água era mais de 150 vezes maior do que em locais sem água.

Além de iluminar os processos ecológicos, os resultados têm implicações de gestão.

“Se um pastor de gado quer reduzir as chances de que seu gado seja exposto a parasitas, ele pode querer evitar pastar seus animais a 150 metros de água”, disse Titcomb. E se um fazendeiro sabe que seu gado compartilha um bebedouro com a vida selvagem, ele pode querer tratar parasitas quando mais animais convergirem para as fontes de água disponíveis.

Titcomb espera investigar como infecções parasitárias em bovinos podem afetar a vida selvagem. “Como o gado é tão numeroso, seus padrões de infecção têm um potencial muito forte para afetar a vida selvagem menos numerosa na área”, disse ela.

Ela também quer estudar a composição da comunidade de parasitas e os padrões de compartilhamento entre as espécies hospedeiras. Os cientistas ainda sabem relativamente pouco sobre as espécies que compõem a comunidade de parasitas da savana, suas histórias de vida e os hospedeiros que infectam. Responder a perguntas como essas costumava envolver a dissecação de animais, mas agora elas podem ser abordadas de forma não invasiva usando o meta-código de barras de DNA em esterco animal.

Titcomb também está curioso sobre o efeito da aridez na exposição ao parasita. "A distribuição da água e seus efeitos na vegetação são responsáveis ​​por muitos dos enormes movimentos de animais que vemos em todo o continente", disse ela.

Em períodos e locais secos, os animais podem mudar seus comportamentos de busca de água, incluindo a distância que percorrem para encontrar água e quanto tempo passam em torno de poços de água. Além disso, os próprios parasitas podem sobreviver melhor em diferentes ambientes. Todos esses fatores podem moldar significativamente a dinâmica do parasita.

 

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