Angela N. Theodosopoulos, Kathryn C. Grabenstein, Mia E Larrieu, Vanessa Arnold, S. Taylor
{"title":"Similar parasite communities but dissimilar infection patterns in two closely related chickadee species","authors":"Angela N. Theodosopoulos, Kathryn C. Grabenstein, Mia E Larrieu, Vanessa Arnold, S. Taylor","doi":"10.1093/ornithology/ukad033","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"ABSTRACT Hemosporidian parasite communities are broadly similar in Boulder County, Colorado, between two common songbirds––the Black-capped Chickadee (Poecile atricapillus) and Mountain Chickadee (Poecile gambeli). However, Mountain Chickadees appear more likely to be infected with Plasmodium and potentially experience higher infection burdens with Leucocytozoon in contrast to Black-capped Chickadees. We found that elevation change (and associated ecology) drives the distributions of these parasite genera. For Boulder County chickadees, environmental factors play a more important role in structuring hemosporidian communities than host evolutionary differences. However, evolutionary differences are likely key to shaping the probability of infection, infection burden, and whether an infection remains detectable over time. We found that for recaptured birds, their infection status (i.e. presence or absence of detectable parasite infection) tends to remain consistent across capture periods. We sampled 235 chickadees between 2017 and 2021 across a ∼1,500-m elevation gradient from low elevation (i.e. the city of Boulder) to comparatively high elevation (i.e. the CU Boulder Mountain Research Station). It is unknown whether long-term hemosporidian abundance trends have changed over time in our sampling region. However, we ask whether potentially disparate patterns of Plasmodium susceptibility and Leucocytozoon infection burden could be playing a role in the negative population trends of Mountain Chickadees. LAY SUMMARY Hemosporidians are a diverse group of vector-transmitted parasites that infect birds and include the genera Haemoproteus, Leucocytozoon, and Plasmodium (the cause of avian malaria). Whether the diversity of these parasites is shaped more by avian evolutionary history or environment is still unclear. We therefore surveyed two closely related avian species, the Black-capped Chickadee and Mountain Chickadee, for these parasites spanning a gradient of habitats shaped by elevation. We found that parasite communities differed more from elevation change than between Black-capped and Mountain Chickadees. Mountain Chickadees sampled at low elevation were more likely to be infected with Plasmodium parasites than Black-capped Chickadees. Mountain Chickadees also might experience a higher infection burden from Leucocytozoon parasites. Elevation change appears to be a strong driver of parasite community diversity, but chickadee evolutionary history might influence the probability of infection, infection burden, and whether infections remain detectable over time. RESUMEN Las comunidades de parásitos haemosporidianos son muy similares en el Condado de Boulder, Colorado, entre dos aves canoras comunes: Poecile atricapillus y P. gambeli. Sin embargo, los individuos de P. gambeli parecen tener más probabilidades de estar infectados con Plasmodium y potencialmente experimentan cargas de infección más altas con Leucocytozoon en contraste con los individuos de P. atricapillus. Encontramos que el cambio de elevación (y la ecología asociada) determina la distribución de estos géneros de parásitos. Para los individuos de Poecile del Condado de Boulder, los factores ambientales desempeñan un papel más importante en la estructuración de las comunidades haemosporidianas que las diferencias evolutivas del huésped. Sin embargo, es probable que las diferencias evolutivas sean clave para determinar la probabilidad de infección, la carga de infección y si una infección sigue siendo detectable con el tiempo. Encontramos que, para las aves recapturadas, su estado de infección (i.e., presencia o ausencia detectable de infección por parásitos) tiende a permanecer constante en los períodos de captura. Muestreamos 235 individuos de Poecile entre 2017 y 2021 a lo largo de un gradiente de elevación de aproximadamente 1500 m desde una elevación baja (i.e., la ciudad de Boulder) hasta una elevación comparativamente alta (i.e., la Estación de Investigación de Montaña de la Universidad de Colorado en Boulder). Se desconoce si las tendencias de abundancia de haemosporidios a largo plazo han cambiado con el tiempo en nuestra región de muestreo. Sin embargo, nos preguntamos si los patrones potencialmente dispares de susceptibilidad al Plasmodium y la carga de infección de Leucocytozoon podrían estar desempeñando un papel en las tendencias poblacionales negativas de P. gambeli.","PeriodicalId":382448,"journal":{"name":"The Auk","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-07-14","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"The Auk","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1093/ornithology/ukad033","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
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Abstract
ABSTRACT Hemosporidian parasite communities are broadly similar in Boulder County, Colorado, between two common songbirds––the Black-capped Chickadee (Poecile atricapillus) and Mountain Chickadee (Poecile gambeli). However, Mountain Chickadees appear more likely to be infected with Plasmodium and potentially experience higher infection burdens with Leucocytozoon in contrast to Black-capped Chickadees. We found that elevation change (and associated ecology) drives the distributions of these parasite genera. For Boulder County chickadees, environmental factors play a more important role in structuring hemosporidian communities than host evolutionary differences. However, evolutionary differences are likely key to shaping the probability of infection, infection burden, and whether an infection remains detectable over time. We found that for recaptured birds, their infection status (i.e. presence or absence of detectable parasite infection) tends to remain consistent across capture periods. We sampled 235 chickadees between 2017 and 2021 across a ∼1,500-m elevation gradient from low elevation (i.e. the city of Boulder) to comparatively high elevation (i.e. the CU Boulder Mountain Research Station). It is unknown whether long-term hemosporidian abundance trends have changed over time in our sampling region. However, we ask whether potentially disparate patterns of Plasmodium susceptibility and Leucocytozoon infection burden could be playing a role in the negative population trends of Mountain Chickadees. LAY SUMMARY Hemosporidians are a diverse group of vector-transmitted parasites that infect birds and include the genera Haemoproteus, Leucocytozoon, and Plasmodium (the cause of avian malaria). Whether the diversity of these parasites is shaped more by avian evolutionary history or environment is still unclear. We therefore surveyed two closely related avian species, the Black-capped Chickadee and Mountain Chickadee, for these parasites spanning a gradient of habitats shaped by elevation. We found that parasite communities differed more from elevation change than between Black-capped and Mountain Chickadees. Mountain Chickadees sampled at low elevation were more likely to be infected with Plasmodium parasites than Black-capped Chickadees. Mountain Chickadees also might experience a higher infection burden from Leucocytozoon parasites. Elevation change appears to be a strong driver of parasite community diversity, but chickadee evolutionary history might influence the probability of infection, infection burden, and whether infections remain detectable over time. RESUMEN Las comunidades de parásitos haemosporidianos son muy similares en el Condado de Boulder, Colorado, entre dos aves canoras comunes: Poecile atricapillus y P. gambeli. Sin embargo, los individuos de P. gambeli parecen tener más probabilidades de estar infectados con Plasmodium y potencialmente experimentan cargas de infección más altas con Leucocytozoon en contraste con los individuos de P. atricapillus. Encontramos que el cambio de elevación (y la ecología asociada) determina la distribución de estos géneros de parásitos. Para los individuos de Poecile del Condado de Boulder, los factores ambientales desempeñan un papel más importante en la estructuración de las comunidades haemosporidianas que las diferencias evolutivas del huésped. Sin embargo, es probable que las diferencias evolutivas sean clave para determinar la probabilidad de infección, la carga de infección y si una infección sigue siendo detectable con el tiempo. Encontramos que, para las aves recapturadas, su estado de infección (i.e., presencia o ausencia detectable de infección por parásitos) tiende a permanecer constante en los períodos de captura. Muestreamos 235 individuos de Poecile entre 2017 y 2021 a lo largo de un gradiente de elevación de aproximadamente 1500 m desde una elevación baja (i.e., la ciudad de Boulder) hasta una elevación comparativamente alta (i.e., la Estación de Investigación de Montaña de la Universidad de Colorado en Boulder). Se desconoce si las tendencias de abundancia de haemosporidios a largo plazo han cambiado con el tiempo en nuestra región de muestreo. Sin embargo, nos preguntamos si los patrones potencialmente dispares de susceptibilidad al Plasmodium y la carga de infección de Leucocytozoon podrían estar desempeñando un papel en las tendencias poblacionales negativas de P. gambeli.
在科罗拉多州博尔德县,两种常见的鸣禽——黑顶山雀(Poecile atricapillus)和山山雀(Poecile gambeli)之间的含血孢子虫寄生虫群落大致相似。然而,与黑冠山雀相比,山雀似乎更容易感染疟原虫,并且白细胞原虫的感染负担可能更高。我们发现海拔变化(以及相关的生态)驱动了这些寄生虫属的分布。对于博尔德县的山雀来说,环境因素在构建带血孢子虫群落中扮演的角色比宿主进化差异更重要。然而,进化差异可能是影响感染概率、感染负担以及感染是否随时间推移而保持可检测性的关键。我们发现,对于重新捕获的鸟类,它们的感染状态(即是否存在可检测的寄生虫感染)在捕获期间往往保持一致。我们在2017年至2021年间,从低海拔(即博尔德市)到相对较高的海拔(即科罗拉多大学博尔德山研究站),在约1500米的海拔梯度上取样了235只山雀。目前尚不清楚在我们的采样地区,长期的血孢子虫丰度趋势是否随着时间的推移而改变。然而,我们想知道是否潜在的疟原虫易感性和白细胞感染负担的不同模式可能在山山雀的负种群趋势中发挥作用。血孢子虫是一种多种媒介传播的寄生虫,可感染鸟类,包括嗜血杆菌属、白细胞原虫属和疟原虫(禽疟的病因)。这些寄生虫的多样性是由鸟类的进化史还是环境决定的,目前还不清楚。因此,我们调查了两个密切相关的鸟类物种,黑顶山雀和山山雀,以寻找这些寄生虫,这些寄生虫跨越了海拔形成的栖息地梯度。研究发现,与山雀相比,黑冠山雀寄生群落的差异更大。低海拔山区山雀比黑冠山雀更易感染疟原虫。山山雀也可能经历更高的感染负担从白细胞原虫寄生虫。海拔变化似乎是寄生虫群落多样性的一个强大驱动因素,但山雀的进化史可能会影响感染的可能性、感染负担以及感染是否随时间推移而保持可检测性。在科罗拉多州博尔德的孔达多,有许多类似的地方,如:美洲棘球线虫和甘贝利线虫。在此基础上,研究了不同个体间的甘螺旋体亲缘关系más不同个体间的恒星感染与疟原虫的可能性;不同个体间的金黄色螺旋体亲缘关系infección más。调查elevación (ecología协会)确定distribución对parásitos的调查。关于博尔德孔达多个体的研究,环境因素研究desempeñan,论文más important en la estructuración关于人类进化差异的研究。在此之前,两种可能的进化差异存在于两种情况下,一种是确定的可能性,一种是确定的可能性,一种是确定的可能性,一种是确定的可能性,一种是确定的可能性,一种是确定的可能性。Encontramos que, para as aves recapturadas, su estado de infección(即,存在可检测到的ausencia infección或parásitos)是一个永久的常数,即períodos de capture。2017年至2021年,博物馆235个个体de Poecile中心一个lo largo de un gradiente de elevación de proximadamente 1500 m desde una elevación baja(即la ciudad de Boulder) hasta una elevación comparativamente alta(即la Estación de Investigación de Montaña de la university of Colorado en Boulder)。这是一个大的广场,而不是一个大广场,一个大广场,一个大广场,一个大广场,一个大广场。在此基础上,研究人员对疟原虫的易感性进行了研究,并对疟原虫的易感性进行了研究,研究结果为infección白细胞原虫podrían star desempeñando。