Interaktion zwischen invasivem Parasiten und seinen Wirten

Invasive Arten sind ein bedeutendes Element des globalen Wandels und gelten als einer der Hauptfaktoren des Artensterbens. Insbesondere eingeschleppte Vogelparasiten sind für das Aussterben vieler Vogelarten verantwortlich. Aus wissenschaftlicher Perspektive sind natürliche Systeme mit kürzlich eingewanderten Parasiten von Interesse, da sie die Beobachtung der frühen Stadien der Interaktion von Wirts- und Parasitenpopulationen ermöglichen. Ein ideales Modell um diese Anpassungsprozesse von Beginn an zu verfolgen, bietet die Interaktion zwischen Philornis downsi, einer kürzlich auf Galapagos eingeschleppten Fliegenart, und Darwinfinken, ihren Hauptwirten. Die Fliegen legen ihre Eier in Nester der Darwinfinken und die sich daraus entwickelnden Larven ernähren sich vom Blut der Nestlinge. Der Parasit mindert den Bruterfolg der Darwin Finken, was zu erheblichen Rückgängen einiger Arten geführt hat. Der Einfluss der Parasiten auf ihre Wirte variiert allerdings zwischen verschiedenen Darwinfinkenarten und scheint sich im Laufe der Zeit zu verändern. Während in den letzten zwei Jahrzenten die Anzahl der Larven pro Nest bei einigen Arten zugenommen hat, ist bei anderen Arten ein Rückgang der Anzahl zu verzeichnen. Ein Langzeitdatensatz liefert außerdem Hinweise auf eine Verhaltensänderung des Parasiten: Vor 2010 fanden wir Larven ausschließlich in Nestern mit Küken, jetzt registrieren wir sie auch in Nestern mit Eiern, in denen die Larven die brütenden Weibchen attackieren. Wir vermuten, dass der hohe Konkurrenzdruck zwischen den Fliegenlarven zu der zeitlichen Verschiebung der Eiablage geführt hat. Um diese Hypothese zu prüfen, werden wir untersuchen, welche Faktoren die Verschiebung der frühen Eiablage begünstigen. Ferner soll untersucht werden ob auch bei der Ursprungspopulation der Fliege auf dem ecuadorianischen Festland eine frühe Eiablage zu beobachten ist, oder dies eine Anpassung an den hohen Konkurrenzdruck auf Galapagos ist. In einem weiteren Schritt möchten wir untersuchen warum die Kükensterblichkeit bei verschiedenen betroffenen Darwinfinkenarten variiert. Zu diesem Zweck werden wir den Laubsängerfinken, der trotz Parasitismus einen Bruterfolg von 30% aufweist, mit dem nahverwandten Kleinen Baumfinken, mit geringerem Bruterfolg von 10%, vergleichen. Mit Feldexperimenten werden wir testen, ob der Laubsängerfink auf Parasitismus häufiger mit Nestaufgabe reagieren und ob sich die beiden Arten in ihrer Fähigkeit unterscheiden, die negativen Auswirkungen des Parasitismus mit erhöhter elterlicher Fürsorge auszugleichen. Außerdem wollen wir überprüfen ob sich Fliegenlarven in den Nestern der Kleinen Baumfinken schneller entwickeln als in jenen der Laubsängerfinken und ob die Fliege die Nester der Kleinen Baumfinken während der Brutphase bevorzugt. Philornis downsi ist eine große Bedrohung für die Vogelwelt der Galapagosinseln. Die Ergebnisse unserer Studien sollen der internationalen Philornis-Arbeitsgruppe helfen wirksame Mechanismen zur Kontrolle dieser schädlichen Fliege zu erarbeiten und so zum Schutz dieser einzigartigen Vogelwelt beitragen.

Die Vampirfliege ist ein invasiver Parasit, der Mitte des 20. Jahrhunderts auf den Galapagos-Inseln eingeführt wurde. Der Parasit stellt eine ernsthafte Bedrohung für das Überleben von Darwinfinken und anderen kleinen endemischen Vogelarten dar. Die Fliege legt ihre Eier in Vogelnester, und ihre Larven ernähren sich vom Blut der Nestlinge und brütenden Weibchen, was den Bruterfolg drastisch verringert. Dies hat zu erheblichen Bestandsrückgängen geführt. Auf den Galapagos Inseln ist der Wettbewerb unter den weiblichen Fliegen intensiv: Mehrere Weibchen legen ihre Eier in dasselbe Wirtsnest, was zu einer hohen Parasitenzahl und dem frühen Tod der Küken führt. Unsere Daten deuten darauf hin, dass dieser intensive Wettbewerb zwischen den Fliegen zu einem früheren Befall der Finkennester führt, da die Fliegenlarven das letze Larvenstadium oder die Verpuppung erreichen müssen, bevor die Küken sterben. Infolgedessen nimmt die Virulenz des Parasiten zu, was mehrere Populationen von Darwinfinken und den Galpagos-Rubintyrannen kritisch gefährdet. In unserem Projekt entwickelten wir Methoden zur Beseitigung dieser Larven aus Vogelnestern und trugen somit wesentlich zum Schutz der Galapagos-Vögel bei. Beispielsweise stellten wir Nistmaterial bereit, das mit Insektiziden behandelt wurde, und ein hoher Prozentsatz der Darwinfinken und Rubintryrannen integrierte das Material in ihre Nester. Diese Methode führte zu einer hohen Larvensterblichkeit und einem signifikanten Anstieg des Bruterfolgs. Im Fall des Galpagos-Rubintyrannen kombinierten wir diesen Ansatz mit einem experimentellen Lebensraummanagement, bei dem wir invasive Pflanzen aus der Vegetationsschicht entfernten, die einen erfolgreichen Beutefang behindern. Zusammen halfen diese Strategien, das Aussterben einer genetisch einzigartigen Population auf der Insel Santa Cruz zu verhindern. Wir entwickelten auch eine neue Technik, bei der die Außenseite der Nester mit einem Insektizid besprüht wird. Überraschenderweise fliegen die Fliegen nicht, sondern laufen in das Nest und kommen so mit dem behandelten Material in Kontakt, wodurch sie sterben. Diese Technik verhindert effektiv einen Befall mit Fliegenlarven. Allerdings variiert die Auswirkung des Parasiten auf die Kükensterblichkeit erheblich zwischen den Darwinfinkenarten. In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Anzahl der Larven pro Nest bei einigen Arten zugenommen, während sie bei anderen zurückgegangen ist. Zum Beispiel waren Grüne Laubsängerfinken früher stärker vom Parasiten betroffen als die nahe verwandten Kleinen Baumfinken, aber in den letzten Jahren wurden die Kleinen Baumfinken zum bevorzugten Wirt. Ein möglicher Grund für diesen Wechsel in der Wirtspräferenz könnte sein, dass die größeren Nester des Kleinen Baumfinken eine bessere Isolierung bieten und somit günstigere Temperaturbedingungen für das Larvenwachstum schaffen. Zudem beginnen die Kleinen Baumfinken später im Jahr und stärker synchronisiert mit der Brut, da sie stärker von bestimmten Nahrungsquellen wie Spinnen abhängig sind. Diese ehemals adaptive Strategie könnte jetzt eine ökologische Falle darstellen, da der parasitäre Druck später in der Saison zunimmt.