Population genetics of Host–Parasite interactions in Lumbricus terrestris and Monocystis sp. (Apicomplexa: Gregarinea)

Abstract

The earthworm Lumbricus terrestris is one of the most studied organisms in varied aspects of biology especially in the field of soil ecology and ecotoxicology, relatively very few have worked on individual based, evolutionary ecological perspective. L. terrestris have been explored in various scientific fields however very little attention is paid to Monocystis parasites they harbour in them. This sort of host parasite interactions is believed to influence an array of evolutionary and ecological processes that includes population dynamics, evolution of diversity, sexual reproduction and of parasite virulence (Lopez-Pascua and Buckling 2008). In the following research project, I investigated the interactions between the natural populations of earthworm species L. terrestris and with its most common parasite Monocystis sp. of the apicomplexan genus. In particular, I focussed on the population genetic structure and genetic diversity of both host L. terrestris and Monocystis sp. parasites at a microgeographical scale and related these diversity measures to that of parasite virulence and host fitness respectively. In addition, we tried to reconstruct the recent mating history events of L. terrestris in natural field populations and tested if L. terrestris uses parasite concentration, body or vesicle weight and spatial distance as criteria to choose its mating partner.

Der Regenwurm Lumbricus terrestris gehört zu den am besten untersuchten Organismen in verschiedenen wissenschaftlichen Gebieten, vor allem in den Bereichen der Bodenökologie und Ökotoxikologie. Nur wenig erforscht sind dagegen die evolutionären und ökologischen Aspekte ausgehend von einem Individuum als auch Parasiten von L. terrestris, wie z.B. Monocystis. Es wird vermutet, dass die Wirt-Parasit-Interaktion zwischen L. terrestris und Monocystis eine Reihe von ökologischen Prozessen beeinflusst, wie Populationsdynamik, Evolution der Diversität, sexuelle Reproduktion und Parasitenvirulenz (Lopez-Pascua and Buckling 2008). In diesem Forschungsprojekt habe ich die Wechselwirkungen zwischen natürlichen Regenwurm-Populationen der Art L. terrestris und ihren häufigsten Parasiten, Monocystis sp. der Gattung Apicomplexa, untersucht. Im Vordergrund dieser Arbeit stand insbesondere die populationsgenetische Struktur und genetische Diversität sowohl vom Wirt L. terrestris als auch vom Parasiten Monocystis sp. in einem mikrogeographischen Maßstab. Die Messdaten setzte ich in Beziehung zur Virulenz der Parasiten und entsprechend zur Fitness des Wirts. Zusätzlich versuchten wir die zuvor stattgefundenen Paarungen der natürlichen Feldpopulationen von L. terrestris zu rekonstruieren, um anschließend zu untersuchen, ob Parasitendichte, Körper- oder Samenbläschengewicht und räumliche Entfernung die Wahl der Paarungspartner beeinflussen.