Haemosporidian infection prevalence varies temporally and spatially and Leucocytozoon infections are male biased in Song Sparrows

Abstract

ABSTRACT Haemosporidian parasites are significant global drivers of avian disease and infections are affected by complex ecological and biological interactions. We quantified variation in haemosporidian infection prevalence of Plasmodium, Haemoproteus, and Leucocytozoon in 311 Song Sparrows (Melospiza melodia) from 2 breeding populations across years, seasons, age classes, and sexes, finding significant differences in infection prevalence across years, seasons, and sites, as well as sex differences in Leucocytozoon infection prevalence. We also found that birds were more likely to be infected with Plasmodium than Leucocytozoon and coinfections were more likely than expected. Many avian haemosporidian studies use data collected over a short period of time at one location, and few studies investigate multi-year infection dynamics across populations. However, such long-term studies are important because ecological factors can affect the distribution and prevalence of vector-borne pathogens like malaria. Because biological factors can also affect the likelihood of exposure to vector-borne pathogens, it is also important to determine how host traits influence infection dynamics. Our results demonstrate that the prevalence and composition of avian haemosporidian infections can be highly variable, making sampling regimes a key consideration when drawing conclusions from study results. To better understand the fitness consequences of haemosporidian infection in avian hosts, future work should take ecological and biological variation into account when evaluating the effects of infection on aspects of condition and quality, reproductive success, and survival. LAY SUMMARY Haemosporidia are widespread blood parasites that cause diseases in birds and other wildlife. We assessed factors that influence bird-specific haemosporidian infection in Song Sparrows by measuring variation in the prevalence of 3 genera of haemosporidian parasites in birds from 2 breeding populations across years, seasons, age groups, and sexes. We found significant differences in haemosporidian infection prevalence across years, seasons, and locations, and that males were more likely to be infected with one of the three parasites, Leucocytozoon. Birds were more likely to be infected with one group of parasites (Plasmodium), and infection with multiple types of parasites at the same time was more likely than expected by chance. We conclude that the prevalence and type of haemosporidian infections can be highly variable, making it important to consider how animal groups are sampled before making conclusions from any study. To better understand the impacts of haemosporidian infection in bird hosts, future work should take annual, seasonal, and host variation into account. RÉSUMÉ Les hémosporidies parasites sont d'importants vecteurs de maladies aviaires et les infections sont influencées par des interactions écologiques et biologiques complexes. Nous avons quantifié la variation de la prévalence des hémosporidioses à Plasmodium, Haemoproteus et Leucocytozoon chez 311 spécimens de Melospiza melodia provenant de deux populations nicheuses en fonction de l'année, de la saison, de la classe d'âge et du sexe. Nous avons trouvé des différences significatives dans la prévalence de l'infection entre les années, les saisons et les sites, ainsi que des différences entre les sexes dans la prévalence de l'infection à Leucocytozoon. Nous avons aussi trouvé que les oiseaux étaient plus susceptibles d'être infectés par Plasmodium que par Leucocytozoon et que les coinfections étaient plus probables que prévu. Plusieurs études portant sur les hémosporidies aviaires s'appuient sur des données récoltées sur une courte période à un seul site, et peu d'études étudient la dynamique des infections sur plusieurs années entre les populations. Pourtant, ces études à long terme sont importantes car les facteurs écologiques peuvent influer sur la répartition et la prévalence des pathogènes vectoriels comme ceux responsables de la malaria. Comme les facteurs biologiques peuvent aussi influer sur la probabilité d'exposition aux agents pathogènes vectoriels, il est également important de déterminer comment les caractéristiques de l'hôte influencent la dynamique de l'infection. Nos résultats démontrent que la prévalence et la composition des infections par hémosporidies aviaires peuvent être très variables, ce qui fait que les régimes d'échantillonnage sont un élément clé pour tirer des conclusions des résultats des études. Pour mieux comprendre les conséquences de l'hémosporidiose sur la condition physique des hôtes aviaires, les travaux futurs devraient prendre en compte les variations écologiques et biologiques lors de l'évaluation des effets de l'infection sur les aspects de la condition et la qualité, le succès reproductif et la survie.