Dr hab. Kenneth De Baets z Instytutu Biologii Ewolucyjnej współtwórcą nowej „kofilogenetycznej” metody pozwalającej na tworzenie dokładniejszych prognoz wymarcia/przetrwania pasożytów

Dr hab. Kenneth De Baets z Instytutu Biologii Ewolucyjnej Wydziału Biologii UW jest współautorem artykułu „Where traditional extinction estimates fall flat: using novel cophylogenetic methods to estimate extinction risk in platyhelminths” opublikowanego w czasopiśmie „Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences” (IF=5,53). Wraz z badaczkami z Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg opracował on nową „kofilogenetyczną” metodę pozwalającą na tworzenie dokładniejszych prognoz wymarcia/przetrwania pasożytów.

Globalne ocieplenie dostarcza wyzwań – także w kontekście zagrożeń wynikających z możliwych infekcji pasożytniczych. Naiwnie zakładamy, na podstawie ograniczonej ilości danych, że pasożyty (i choroby przez nie wywoływane) znikają proporcjonalnie wraz z wymieraniem ich żywicieli. Jeśli jednak się mylimy, pasożytnictwo może okazać się wzrastającym zagrożeniem (zamiast maleć) przez nieproporcjonalne przesunięcia w kierunku infekowania nowych grup żywicieli (tak stało się np. z HIV, malarią, cholerą).

Zespół badaczy i badaczek z Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg (Laura P. A. Mulvey, Rachel C. M. Warnock) oraz Uniwersytetu Warszawskiego (Kenneth De Baets) opracował nową, dokładniejszą niż poprzednie metodę przewidywania ryzyka wymierania pasożytów, w oparciu o informacje tzw. kofilogenetyczne – o wszystkich zjawiskach ewolucyjnych we wspólnej, znanej historii ich interakcji z żywicielami, wynikające z porównania drzew rodowych (filogenetycznych) pasożytów i ich żywicieli. Sama metoda kofilogenetyczna była wykorzystywana już wcześniej do analiz wspólnej ewolucji organizmów, ale połączenie jej z szacowaniem ryzyka ekstynkcji pasożytów otwiera nowe możliwości i skutkuje większą obiektywnością i precyzją badań, na przykładzie ewolucji relacji pasożytniczej. Badania nad opracowaniem tej metody trwały kilkanaście miesięcy, czego efektem jest publikacja artykułu „Where traditional extinction estimates fall flat: using novel cophylogenetic methods to estimate extinction risk in platyhelminths” w czasopiśmie „Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences”.

Badacze wykorzystali dane o historii ewolucyjnej płazów bezogonowych (m.in. żab i ropuch) oraz pasożytujących na nich pasożytów zewnętrznych – płazińców (przywr) i skonstruowali model ryzyka wymarcia linii ewolucyjnych tych pasożytów. Poprzednie modele wymagały założenia z góry i arbitralnie proporcji takich zjawisk jak specjacja czy wymarcie pasożyta, co jest trudne i może być niedokładne. Nowa metoda nie wymaga tworzenia takich założeń – proporcje tych zjawisk szacowane są obiektywnie poprzez porównywanie drzew rodowych pasożytów i ich żywicieli a wyniki jej zastosowania potwierdzają, że wspólne różnicowanie się linii ewolucyjnych pasożytniczych płazińców wraz z ich żywicielami jest istotnym czynnikiem w ewolucji pasożytów. Według opracowanego nowego modelu wymarcie pasożyta lub znalezienie przez niego i infekowanie nowego żywiciela z nowej grupy są bardziej istotnymi zjawiskami w ich ewolucji, niż pierwotnie zakładano.

W ramach tego międzynarodowego projektu Kenneth De Baets z Wydziału Biologii UW, opiekun merytoryczny zespołu i współuczestnik badań, zaproponował ideę połączenia modelowania kofilogenetycznego z szacowaniem ryzyka ekstynkcji pasożytów.

Nowa metoda pozwala na dokładniejsze oszacowanie ryzyka wymierania pasożytów więc i istnienia chorób pasożytniczych w ekosystemach – z uwzględnieniem biologii i ewolucji pasożytów – mówi Kenneth De Baets. Jego zdaniem, pozwoli to na uwzględnienie w prognozach dla innych gatunków (i modulowanie) ryzyka wyginięcia spowodowanego infekcjami nowymi dla nich pasożytami które poszukują nowego żywiciela w obliczu wyginięcia dotychczasowego. Precyzyjne oszacowanie ryzyka wymarcia pasożyta pozwoli na stworzenie lepszych prognoz dotyczących możliwych, być może rozległych, jego efektów w całym ekosystemie – dodaje naukowiec z Wydziału Biologii UW.

Badania były prowadzone w ramach projektu magisterskiego w FAU oraz IDUB UW, PARADIVE (dla Kenneth’a De Baets).

Rys. Założenia metody kofilogenetycznej na przykładzie relacji pasożytów z żywicielami. Różowymi okręgami oznaczono cztery zjawiska ewolucyjne oszacowane metodami „kofilogenetycznymi” (wspólna specjacja pasożyta i żywiciela, zmiana gatunku żywiciela przez pasożyta, wymarcie pasożyta i specjacja pasożyta), pomarańczowym okręgiem zaznaczono wspólne wymieranie pasożyta i żywiciela – zjawisko, o którym nie można wnioskować bezpośrednio metodami „kofilogenetycznymi”.