Evolução temporal da estrutura da rede de interação de parasitos e hospedeiros

Abstract

Resumo: As interações entre parasitos e seus hospedeiros são bem íntimas, pois os parasitos são dependentes em certo grau de seus hospedeiros. Entretanto, os parasitos estão constantemente entrando em contato com possíveis hospedeiros ao seu redor, podendo, inclusive, resultar na troca de espécie hospedeira por parte de alguns indivíduos. Apesar da possível variação nas interações de uma determinada espécie, acredita-se que, a rede de interação parasito-hospedeiro na escala regional, não sofra variações em sua estrutura. Existem muitos trabalhos estudando justamente a variação temporal nos padrões das redes de interação. No entanto, os sistemas estudados geralmente são polinização e redes tróficas. Redes parasito-hospedeiro são pouco estudadas ainda com essa perspectiva. Diante disso, nosso objetivo foi analisar como a estrutura das redes de interações entre parasitos e hospedeiros evoluem no tempo. Para isso, utilizamos um modelo teórico baseado em indivíduos, em que parasitos hipotéticos evoluem ao longo da filogenia de hospedeiros reais. O modelo assume que a troca de hospedeiro decai com a distância filogenética dos hospedeiros. As interações resultantes da dinâmica deste modelo foram comparadas com interações de redes empíricas reais entre parasito-anuro de nove comunidades situadas na América do Sul. Foi realizada a comparação de quatro métricas: riqueza, aninhamento, conectância e modularidade. As métricas de rede apresentaram grande variação em função da intensidade de troca de hospedeiros, conseguindo reproduzir simultaneamente apenas as métricas de três das nove comunidades analisadas. Para estas três comunidades, avaliamos a variação das métricas ao longo do tempo. As redes analisadas apresentaram valores de aninhamento e modularidade diferentes do que esperado ao acaso e resultaram em valores maiores e/ou menores do que esperado ao acaso ao longo do tempo. Tais oscilações parecem estar associadas aos eventos de especiação dos hospedeiros. Esperamos com este trabalho, contribuir com o entendimento da dinâmica evolutiva das redes de interação entre parasito e hospedeiro e seus efeitos sobre a diversificação destas espécies.

Abstract: The host-parasite interactions are intimate and dependent. However, the parasites are constantly coming into contact with possible hosts around them, which may even result in host species switching by some individuals. Despite the possible variation in the interactions of a given species, it is believed that the interaction network at the community level doesn't undergo variations in its structure. However, little has been investigated about the variations on an evolutionary time scale. Therefore, our objective was to analyze how the structure of networks of interactions between parasites and hosts evolve over time. For this, we used a theoretical model based on individuals, in which hypothetical parasites evolve along the phylogeny of real hosts. The model assumes that host switching decays with the phylogenetic distance of the hosts. The interactions resulting from the dynamics of this model were compared with interactions of real empirical networks between parasite-anuran from nine communities located in South America. Four metrics were compared: richness, nestedness, connectance and modularity. The network metrics showed great variation as a function of the intensity of host exchange, managing to reproduce simultaneously only the metrics of three of the nine communities analyzed. The analyzed networks showed different nestedness and modularity values than expected by chance and resulted in higher and/or lower values than expected by chance over time. Such oscillations seem to be associated with host speciation events.