探究滨海生态系统中的寄生虫动态:基于位点变异和分子鉴定的岸蟹(Carcinus maenas)体内微盘双吸虫(Microphallus)混合感染研究

《Parasitology Research》:Site-level variation and molecular identification of dual Microphallus infections in shore crabs (Carcinus maenas)

【字体: 时间:2026年02月22日 来源:Parasitology Research 2

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  本文针对欧洲温带系统中海洋甲壳动物感染吸虫的分布与宿主特异性动态研究不足的问题,研究人员通过对英国南威尔士两个地点采集的岸蟹(Carcinus maenas)进行为期4个月的调查,结合形态学与分子鉴定,揭示了岸蟹肝胰腺中Microphallus similis和M. primas的混合感染模式、位点特异性差异及其生态驱动因素。研究发现M. similis感染率高(~76%)且在两地均稳定存在,而M. primas仅作为共感染出现且丰度低(2-9%)。此外,Mumbles Head地点的总寄生虫负荷和囊肿尺寸均显著高于Oxwich Bay,表明寄生虫发育存在位点特异性变异。该研究增进了我们对滨海栖息地寄生虫传播动力学的理解。

  
在温带欧洲的潮间带和河口生态系统中,生活着一种名为岸蟹(Carcinus maenas)的常见甲壳动物。它们不仅是生态群落中的重要成员,还可能扮演着一个隐秘的角色——寄生虫的“中转站”。一类叫做复殖吸虫(Digenean trematodes)的寄生虫,尤其微盘科(Microphallidae)的成员,常常利用螃蟹作为其生命循环中的第二中间宿主。这些寄生虫的幼虫阶段(后囊蚴,metacercariae)会在螃蟹的肝胰腺等组织内形成包裹,等待最终宿主(通常是鸟类或鱼类)捕食螃蟹来完成其生命周期。尽管这种寄生关系普遍存在,但在欧洲温带系统中,这些寄生虫的分布模式、宿主特异性动态,特别是不同物种在同一个宿主个体内共存(即混合感染)的情况,仍然研究不足。
为了填补这一知识空白,一项研究聚焦于英国南威尔士的两个不同滨海地点——Mumbles Head和Oxwich Bay。研究人员在4个月内系统采集了当地的岸蟹,旨在探究两个关键问题:第一,岸蟹体内感染的是哪种(或哪些)微盘吸虫?第二,不同地点的感染模式(如流行率、感染强度)是否存在差异,这些差异又可能由哪些生态因素驱动?这项研究的意义在于,深入理解此类寄生虫感染动态,对于评估寄生虫对宿主种群的影响、预测其在入侵生态中的传播潜力,以及阐明滨海生态系统中的种间相互作用都至关重要。相关成果已发表于寄生虫学专业期刊《Parasitology Research》。
研究人员主要运用了以下几项关键技术方法:首先,从两个研究地点(Mumbles Head和Oxwich Bay)的系统采样,获取了163只岸蟹样本并记录其生物特征。其次,通过解剖和显微镜检,对肝胰腺中的吸虫后囊蚴进行计数和形态学观察。第三,利用基于核糖体大亚基(28S rDNA)的聚合酶链式反应(PCR)和测序技术,对提取的寄生虫DNA进行分子鉴定和系统发育分析,以准确区分物种。最后,应用统计模型(如二项逻辑回归和负二项广义线性模型)来分析感染流行率、强度与宿主特征(如大小、颜色)及地点等因素的关联。
研究结果
一般观察和囊肿形态
研究人员从两地共采集163只螃蟹,总计检出4075个后囊蚴,其中绝大多数(4008个)为球形囊肿,经鉴定为Microphallus similis;另有67个为不对称的椭圆形囊肿,鉴定为M. primas。M. primas仅在少数螃蟹中发现(Mumbles占9.3%,Oxwich占3.4%),且总是与M. similis共同感染,从未单独出现。通过测量囊肿尺寸,发现来自Mumbles Head的M. similis囊肿直径中位数(277.7 μm)显著大于Oxwich Bay的(266.0 μm)。
螃蟹感染的普遍性和位点特异性群体观察
总体而言,75.5%的螃蟹感染了吸虫。统计分析(二项逻辑回归)显示,螃蟹的体型(甲壳宽度)是预测感染存在的显著因素,较大体型的螃蟹感染可能性更高。当分地点分析时,在Oxwich Bay,除了体型,螃蟹腹面颜色也与感染显著相关:黄色个体的感染率显著低于绿色或红色个体。而在Mumbles Head,未发现任何宿主特征与感染存在显著关联。
寄生虫强度(即负载量)
对已感染螃蟹的寄生虫负载量分析(负二项广义线性模型)表明,地点、螃蟹体型和体表附生物(fouling)是影响负载量的关键因素。具体而言,来自Mumbles Head的螃蟹其寄生虫负载量(平均41个/蟹)显著高于Oxwich Bay的(平均25个/蟹)。螃蟹体型越大,负载量越高。此外,体表有附生物的螃蟹,其负载量约为无附生物螃蟹的2.25倍。
寄生虫的分子鉴定
通过对部分囊肿样本进行28S rDNA基因测序和系统发育分析,成功鉴定了两种吸虫。95.7%的序列与M. similis高度相似,其余序列则与M. primas高度相似。系统发育树清晰地将本研究获得的序列分别归入M. similis和M. primas的独立进化支中,其中M. primas的序列与来自葡萄牙岸蟹和英国泥螺(Hydrobia ulvae,其潜在第一中间宿主)的M. primas序列聚在一起,进一步证实了物种身份。
研究结论与讨论
本研究首次通过分子手段证实了岸蟹(Carcinus maenas)可以作为两种微盘吸虫——Microphallus similis和M. primas——的混合感染宿主。M. similis在两地均表现出高且稳定的流行率(约76%),是优势物种;而M. primas仅作为共感染出现,流行率低(2-9%),且仅在夏季月份(六月和八月)被检测到,这可能与温度驱动的尾蚴释放节律或宿主群落差异有关。
研究揭示了显著的位点特异性变异:Mumbles Head地点的螃蟹不仅总寄生虫负荷更高,其体内的M. similis囊肿也显著大于Oxwich Bay的。这种差异很可能反映了两个地点在栖息地特征和宿主群落组成上的不同,例如第一中间宿主(如滨螺Littorina spp.和泥螺Peringia ulvae)的可获得性、螃蟹体型群体的差异以及可能影响传播的微生境特征。在Oxwich Bay观察到的螃蟹体色(黄色)与较低感染率之间的关联是一个有趣发现,虽然吸虫尾蚴主要依靠化学信号寻找宿主,但体色可能与其他生理或行为特征相关联,间接影响了感染风险。
这项研究的重要意义在于,它通过结合形态学、分子生物学和生态统计学方法,精细描绘了滨海生态系统中共存寄生虫的感染格局。研究结果强调了生态位差异(如栖息地类型、中间宿主可得性)在塑造寄生虫群落结构和感染动态中的关键作用。对于岸蟹这种全球性的入侵物种而言,明确其携带的本地寄生虫种类及感染特性,有助于评估其在新环境中潜在的寄生虫传播(溢出或宿主转换)风险,对理解和管理入侵生态学中的寄生虫-宿主相互作用具有重要价值。同时,研究也为后续探讨混合感染对宿主体能、行为及寄生虫间相互作用的生态与进化后果奠定了基础。
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