Long-term dynamic changes in the haemoparasites community, and description and characterization of a novel Babesia species and co-infecting blood parasites, of rodents from the Sinai massif (Egypt)

Abstract

Abstract First section: Long-term dynamics of haemoparasite infections in spiny mice A. dimidiatus Long-term field studies of parasite communities provide a powerful insight into the ecological processes shaping host-parasite interactions. The aim of the study was to monitor long-term trends in the haemoparasite communities of spiny mice (Acomys dimidiatus) over a 12 year period. We sampled four semi-isolated populations of mice (n = 835) in 2000, 2004, 2008 and 2012 in four montane valleys (Wadis) in the Sinai Massif, Egypt. Overall 76.2 % of spiny mice carried at least one of parasite genera (Babesia, Bartonella, Haemobartonella, Hepatozoon, Trypanosoma). I observed a decrease in the prevalence of haemoparasites over successive years of the study. The highest prevalence was recorded in 2004, while the lowest was in 2012. I observed also marked differences in the prevalence of haemoparasites in spiny mice from different valleys– the highest prevalence was in W. Tlah and the lowest in W. Arbaein. Species richness was highest among mice from W. Tlah and peaked in age class 2 (young adults). In four of the five genera we observed a significant drop in prevalence or/and abundance since 2004, the exception being Hepatozoon sp. During the 12-year-long period of study in the Sinai, we observed dynamic changes in prevalence and abundance of infections which differed depending on parasite species. Although the exact reasons cannot be identified at this time, we hypothesize that the effects of a 15-year-long scarcity of rainfall in the local environment and a fall in host densities over the period of study may have been responsible for a drop in transmission rates, possibly by a negative impact on vector survival. Second section: description of a new species of Babesia (Babesia behnkei) from D. dasyurus Although a number of new species of Babesia/Theileria have been described recently, there are still relatively few reports of species from Africa. Based on the evaluation of morphology and phylogenetic relationships, we describe a novel species Babesia behnkei n. sp. from Wagner’s gerbil. The overall prevalence of Babesia spp. was highest in the Wagner’s gerbil (Dipodillus dasyurus; 38.7%) in comparison to the prevalence in two mice species. Thirty-two isolates derived from D. dasyurus in a period 2004-2012 from two wadies (29 isolates from W. Gebal and 3 from W. Arbaein) were investigated by microscopic, molecular and phylogenetic analyses. A near-full-length sequence of the 18S rRNA gene and the first and second internal transcribed spacer (ITS1, ITS2) region were amplified, sequenced and used for the construction of phylogenetic trees. Phylogenetic analyses revealed that B. behnkei n. sp. is most closely related to B. lengau from cheetahs and belong to phylogenetic ‘Duncani’ group, and is distant to the cosmopolitan rodent B. microti. Babesia behnkei n. sp. is a novel species of Babesia.Część I: wieloletnia dynamika zarażeń hemopasożytami u kolcomyszy arabskiej A. dimidiatus (Alsarraf et al. 2016) Wieloletnie parazytologiczne badania środowiskowe pozwalają na szeroki wgląd 
w ekologiczne i ewolucyjne kształtowanie się układu pasożyt-żywiciel. Celem badań było określenie dynamiki zespołu pasożytów krwi u A. dimidiatus na przestrzeni 12 lat badań. Do realizacji tego celu zbadałem 835 kolcomyszy arabskich z czterech odizolowanych dolin górskich (W. Arbaein, W. Gebal, W. Gharaba i W. Tlah) z Masywu Synaju (Egipt) w latach 2000, 2004, 2008 i 2012. Ogólna ekstensywność zarażenia pasożytami krwi u A. dimidiatus wynosiła 76.2%, gdzie przynajmniej jeden z pięciu pasożytów (Babesia, Bartonella, Haemobartonella, Hepatozoon, Trypanosoma) występował u danego gryzonia. Na przestrzeni lat zaobserwowałem istotny spadek ekstensywności zarażenia hemopasożytami– najwyższą ekstensywność zarażenia odnotowałem w roku 2004, natomiast najniższą w roku 2012. Zaobserwowałem różnice w ekstensywności zarażenia hemopasożytami pomiędzy populacjami kolcomyszy z różnych dolin badań – najwyższą ekstensywność odnotowałem w W. Tlah, a najniższą w W. Arbaein. Najwyższe bogactwo gatunkowe odnotowałem u gryzoni z W. Tlah i w klasie wiekowej młodych-dorosłych. Zaobserwowałem istotny spadek w ekstensywności i intensywności zarażenia większości pasożytów, oprócz Hepatozoon, od roku 2004. Obecnie dokładne przyczyny tego zjawiska nie mogą być zidentyfikowane, choć można postawić hipotezę, że efekty 15-letniego niedoboru opadów w środowisku lokalnym oraz spadek zagęszczeń żywicieli mogą być odpowiedzialne za spadek transmisji pasożytów, prawdopodobnie poprzez negatywny wpływ na przeżycie wektorów.Część II: Opis nowego gatunku Babesia (Babesia behnkei) u D. dasyurusPomimo opisania kilku nowych gatunków Babesia/ Theileria, wciąż jest niewiele badań nad gatunkami Babesia z Afryki. Na podstawie analizy morfologicznej i filogenetycznej opisaliśmy nowy gatunek Babesia: Babesia behnkei n. sp., występujący u myszoskocza arabskiego Dipodillus dasyurus. Ogólna ekstensywność zarażenia Babesia spp. była najwyższa (38.7%) u myszoskocza, w porównaniu do dwóch gatunków kolcomyszy. Dla 32 izolatów Babesia z D. dasyurus z lat 2004-2012, z dwóch dolin (29 z W. Gebal i 3 izolaty z W. Arbaein) wykonano analizy mikroskopowe, molekularne i filogenetyczne. Do analizy molekularnej i filogenetycznej wykorzystałem prawie cały gen 18S rRNA i rejony ITS1 i ITS2. Analiza filogenetyczna dla genu 18S rRNA i rejonu ITS2 wykazała, że B.behnkei n. sp. jest blisko spokrewniona z B.lengau od geparda, należy do grupy filognetycznej ‘Duncani’ i jest odległa od kosmopolitycznego gatunku B. microti, występującego u gryzoni. B.behnkei n. sp. jest nowym gatunkiem Babesia