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Morphometric and genetic evidence for cryptic diversity in Gyrodactylus (Monogenea) infecting non-native European populations of Ameiurus nebulosus and A. melas
A parasitological investigation of Cyprinella venusta and Notropis cf. stramineus sampled in Texas, USA, in the Guadalupe River, revealed the presence of Gyrodactylus crysoleucas Mizelle and Kritsky, 1967 on C. venusta, and Gyrodactylus mediotorus King, Marcogliese, Forest, McLaughlin & Bentzen, 2013 on both fish species. This represents new leuscicid fish hosts and locality records for these two gyrodactylids. Gyrodactylus crysoleucas previously identified from both non-native Californian Notemigonus crysoleucas and from farmed stocks in Minnesota demonstrated intraspecific variability in terms of morphology and genetics as a local adaptation associated with isolation by distance. Results further confirmed G. crysoleucas as alien in the western USA and suggested host-switching involving C. venusta and N. crysoleucas. Conservative morphology and genetics on the part of G. mediotorus from C. venusta and N. cf. stramineus (Guadalupe River) was observed, while higher genetic divergence in the ITS sequences associated with morphological discrepancy was found between the studied G. mediotorus specimens and those of Notropis hudsonius than when considering the parasites of Notropis texanus. The separation of G. mediotorus into geographical subgroups may indicate ongoing speciation linked to the Pleistocene glaciations in North America, and to hydrographic barriers that facilitated separate evolutionary paths leading to speciation. We suggest that deep investigations of Gyrodactylus populations will help to understand the speciation of these parasites and their adaptation to Nearctic fish hosts.
TITLE: Variation intraspécifique chez Gyrodactylus mediotorus et G. crysoleucas (Gyrodactylidae), parasites de ménés néarctiques (Leuciscidae) : preuves d’une spéciation en cours, d’un changement d’hôte et d’une translocation de parasites. ABSTRACT: Une enquête parasitologique sur Cyprinella venusta et Notropis cf. stramineus échantillonnés au Texas, États-Unis, dans la rivière Guadalupe, a révélé la présence de Gyrodactylus crysoleucas Mizelle et Kritsky, 1967 sur C. venusta, et de Gyrodactylus mediotorus King, Marcogliese, Forest, McLaughlin & Bentzen, 2013 sur les deux espèces de poissons. Ceci représente de nouveaux poissons Leuciscidae hôtes et des nouvelles localités pour ces deux Gyrodactylidae. Gyrodactylus crysoleucas, identifié précédemment à partir de Notemigonus crysoleucas californiens non indigènes et de stocks d’élevage du Minnesota a démontré une variabilité intraspécifique en termes de morphologie et de génétique en tant qu’adaptation locale associée à l’isolement par la distance. Les résultats ont en outre confirmé que G. crysoleucas était exotique dans l’ouest des États-Unis et ont suggéré un changement d’hôte impliquant C. venusta et N. crysoleucas. Une morphologie et une génétique conservatrices pour G. mediotorus de C. venusta et N. cf. stramineus (rivière Guadalupe) ont été observées, tandis qu’une divergence génétique plus élevée dans les séquences ITS, associée à une divergence morphologique, a été trouvée chez les spécimens étudiés de G. mediotorus et de Notropis hudsonius lorsque l’on considère les parasites de Notropis texanus. La séparation de G. mediotorus en sous-groupes géographiques peut indiquer une spéciation continue liée aux glaciations du Pléistocène en Amérique du Nord et à des barrières hydrographiques qui ont facilité des chemins évolutifs séparés menant à la spéciation. Nous suggérons que des études approfondies sur les populations de Gyrodactylus aideront à comprendre la spéciation de ces parasites et leur adaptation aux poissons hôtes néarctiques.
- Keywords
- Gyrodactylus, Haptor, Leuciscidae, Monogenea, North America, Nuclear genes,
- MeSH
- Cyprinidae parasitology MeSH
- Phylogeny MeSH
- Genetic Variation MeSH
- Host Specificity MeSH
- Trematode Infections * parasitology veterinary MeSH
- Host-Parasite Interactions MeSH
- Fish Diseases * parasitology MeSH
- Rivers parasitology MeSH
- Trematoda classification genetics anatomy & histology isolation & purification MeSH
- Genetic Speciation MeSH
- Animals MeSH
- Check Tag
- Animals MeSH
- Publication type
- Journal Article MeSH
- Geographicals
- Texas MeSH
PURPOSE: The aim of this study was the comparative analysis of the parasite communities of new populations of invasive pumpkinseed (Lepomis gibbosus) in western Ukraine with pumpkinseed from Czechia, where populations have rapidly expanded over the last two decades. METHODS: Sampling took place at three localities in the western part of Ukraine (i.e. Dobrotvir Reservoir (Vistula basin), Burshtyn Reservoir (Dniester basin), Mynai Pond (Danube basin)) and four in Czechia (i.e. Oxbow D2, Heršpický Pond (Danube basin), and Kolín oxbow and Římov Reservoir (Elbe basin). RESULTS: In total, 11 parasite taxa were recorded in Ukraine and 17 in Czechia. Four species were co-introduced from North America with their host, i.e. the myxosporean Myxobolus dechtiari, the monogeneans Onchocleidus dispar and Onchocleidus similis, and metacercariae of a trematode Posthodiplostomum centrarchi. High dominance indices were related to a high abundance of co-introduced parasites, i.e. O. similis in Mynai pond and P. centrarchi in Dobrotvir Reservoir. Overall abundance of acquired parasites was generally low. CONCLUSION: This study shows that parasite communities in recently established pumpkinseed populations in the western part of Ukraine and Czechia are less diverse than those established in Europe for decades. The generally low parasite load in these new populations may play an important role in their ability to successfully establish and create strong populations by providing a competitive advantage over local species.
- Keywords
- Co-introduction, Comparative analysis, Freshwater fish, Invasive alien species, Parasite communities, Parasitisation,
- MeSH
- Fish Diseases * parasitology MeSH
- Parasitic Diseases, Animal parasitology epidemiology MeSH
- Parasite Load * MeSH
- Perciformes parasitology MeSH
- Introduced Species MeSH
- Animals MeSH
- Check Tag
- Animals MeSH
- Publication type
- Journal Article MeSH
- Comparative Study MeSH
- Geographicals
- Czech Republic MeSH
- Ukraine MeSH
This study describes the parasite community of non-native brown bullhead, Ameiurus nebulosus (Actinopterygii: Ictaluridae), collected at three sites in the river Vistula Basin (Lake Svitiaz, Lake Pisochne, and Lake on Plastova) and one site in the river Diester Basin (Lake Stryiska), in Ukraine. Our data represent the first comprehensive study of parasite community in this fish species in Europe. Sixteen parasite taxa were found, including species co-introduced from North America and species acquired in the European range. Maximum parasite richness (13 spp.) was recorded in Lake Svitiaz situated in a Natural Protected Area, while lowest species richness (3 spp.) was observed at Lake on Plastova, an artificial pond in the city of Lviv. Three co-introduced monogenean species, Gyrodactylus nebulosus, Ligictaluridus pricei and Ligictaluridus monticellii, are recorded in Ukraine for the first time, widening the knowledge of the European distribution of these North American parasites. Metric features for hard parts of invasive and native monogeneans showed overlap in ligictalurid parasites, but slightly smaller metrics in Ukrainian G. nebulosus, possibly reflecting water temperature during fish sampling. Though prevalence and abundance of acquired parasites was relatively low, infection parameters for metacercariae of Diplostomum spp. were relatively high at Lake Svitiaz and the natural Lake Stryiska in Lviv. In two lakes in the Vistula basin, we found high prevalence and abundance of Anguillicola crassus, an Asian nematode infecting eels, possibly supporting the invasional meltdown hypothesis. Our study confirms both further spread of non-native parasites in Europe and use of non-native fish as competent hosts for local native and introduced parasites.
- Keywords
- fish parasites, invasive species, monogeneans, parasite co-introduction, range expansion,
- Publication type
- Journal Article MeSH
Despite the high diversity of freshwater fishes in the Nearctic region, little is known about the composition of their parasite communities. We addressed the diversity of viviparous monogeneans of Gyrodactylus parasitizing highly diversified cypriniform fish inhabiting Nearctic watersheds. Nowadays, a thorough assessment of Gyrodactylus spp. diversity requires both morphological traits and genetic data. A combination of taxonomically important haptoral features and sequences of the ITS regions and 18S rDNA revealed 25 Gyrodactylus spp. parasitizing two catostomid and 15 leuciscid species sampled in six distinct localities in the United States and Canada. These include ten Gyrodactylus species recognized as new to science and described herein (G. ellae n. sp., G. hamdii n. sp., G. hanseni n. sp., G. huyseae n. sp., G. kuchtai n. sp., G. lummei n. sp., G. mendeli n. sp., G. prikrylovae n. sp., G. scholzi n. sp., and G. steineri n. sp.), seven already known species, and finally eight undescribed species. Overall, Nearctic Gyrodactylus spp. exhibited haptoral morphotypes known from fish hosts worldwide and those apparently restricted to Nearctic Gyrodactylus lineages like the typical ventral bar with a median knob and a plate-like membrane, or the additional filament attached to the handles of marginal hooks. The integrative approach further evidenced possible ongoing gene flow, host-switching in generalist Gyrodactylus spp., and regional translocation of monogenean fauna through fish introductions. The study highlights the hitherto underexplored morphological and genetic diversity of viviparous monogeneans throughout the Nearctic region.
TITLE: Révélation de la diversité cachée des communautés de Gyrodactylus (Monogenea, Gyrodactylidae) des poissons hôtes néarctiques Catostomidae et Leuciscidae (Teleostei, Cypriniformes), avec la description de dix nouvelles espèces. ABSTRACT: Malgré la grande diversité des poissons d’eau douce dans la région néarctique, on sait peu de choses sur la composition de leurs communautés de parasites. Nous avons abordé la diversité des monogènes vivipares du genre Gyrodactylus parasitant des poissons cypriniformes très diversifiés habitant les bassins versants néarctiques. De nos jours, une évaluation approfondie de la diversité de Gyrodactylus spp. nécessite à la fois des traits morphologiques et des données génétiques. Une combinaison de caractéristiques haptorales et de séquences taxonomiquement importantes des régions ITS et de l’ADNr 18S a révélé 25 espèces de Gyrodactylus sur deux espèces de catostomidés et 15 espèces de leuciscidés échantillonnées dans six localités distinctes aux États-Unis et au Canada. Celles-ci comprennent dix espèces de Gyrodactylus reconnues comme nouvelles pour la science et décrites dans cette étude (G. ellae n. sp., G. hamdii n. sp., G. hanseni n. sp., G. huyseae n. sp., G. kuchtai n. sp., G. lummei n. sp., G. mendeli n. sp., G. prikrylovae n. sp., G. scholzi n. sp. et G. steineri n. sp.), sept espèces déjà connues et enfin huit espèces non décrites. Dans l’ensemble, les espèces de Gyrodactylus néarctiques présentaient des morphotypes haptoraux connus chez les poissons hôtes du monde entier et ceux apparemment limités aux lignées néarctiques de Gyrodactylus comme la barre ventrale typique avec un bouton médian et une membrane en forme de plaque, ou le filament supplémentaire attaché aux poignées des crochets marginaux. L’approche intégrative a en outre mis en évidence le flux de gènes en cours, le changement d’hôte chez les espèces de Gyrodactylus généralistes et la translocation régionale de la faune monogène par l’introduction de poissons. L’étude met en évidence la diversité morphologique et génétique jusqu’ici sous-explorée des monogènes vivipares dans toute la région néarctique.
- Keywords
- DNA diversity, Gyrodactylus, Haptor morphology, Monogenea, North America, Species diversity,
- Publication type
- Journal Article MeSH
Monogenean parasites are often co-introduced with their fish hosts into novel areas. This study confirmed co-introduction of two dactylogyrids, Dactylogyrus squameus Gusev, 1955 and Bivaginogyrus obscurus (Gusev, 1955), and a newly described gyrodactylid species, Gyrodactylus pseudorasborae n. sp. into Europe along with their fish host, the invasive topmouth gudgeon Pseudorasbora parva (Temminck & Schlegel) from East Asia. All three species were observed in the lower Dnieper and middle Danube basin regions and had slightly larger haptoral hard parts than the same parasites in their native range. While dactylogyrids occurred sporadically, we recorded regular infection by G. pseudorasborae n. sp. at relatively high prevalence and abundance. This latter species was observed in both the native and non-native range of topmouth gudgeon, and resembles Gyrodactylus parvae You et al., 2008 recently described from P. parva in China. Both species were distinguished based on genetic analysis of their ITS rDNA sequence (6.6% difference), and morphometric differences in the marginal hooks and male copulatory organ. Phylogenetic analysis of dactylogyrid monogeneans showed that B. obscurus clustered with Dactylogyrus species parasitising Gobionidae and Xenocyprididae, including D. squameus, supporting recent suggestions of a paraphyletic origin of the Dactylogyrus genus. In addition to co-introduced parasites, topmouth gudgeon was infected with a local generalist, G. prostae Ergens, 1964, increasing the number of monogeneans acquired in Europe to three species. Nevertheless, monogenean infections were generally lower in non-native host populations, potentially giving an advantage to invading topmouth gudgeon.
TITLE: Les parasites d’un envahisseur à succès : les monogènes du goujon asiatique Pseudorasbora parva, avec description d’une nouvelle espèce de Gyrodactylus. ABSTRACT: Les parasites monogènes sont souvent co-introduits avec leurs hôtes poissons dans de nouvelles zones. Cette étude a confirmé la co-introduction de deux Dactylogyridae, Dactylogyrus squameus Gusev, 1955 et Bivaginogyrus obscurus (Gusev, 1955), et d’une espèce de Gyrodactylidae nouvellement décrite, Gyrodactylus pseudorasborae n. sp. en Europe, en même temps que leur hôte poisson, le goujon envahissant Pseudorasbora parva (Temminck & Schlegel) qui vient d’Asie de l’Est. Les trois espèces ont été observées dans les régions du bas Dniepr et du bassin moyen du Danube et avaient des parties sclérifiées haptorales légèrement plus grandes que les mêmes parasites dans leur aire de répartition d’origine. Alors que les Dactylogyridae étaient rares, nous avons enregistré une infection régulière par G. pseudorasborae n. sp. à une prévalence et une abondance relativement élevées. Cette dernière espèce a été observée à la fois dans l’aire de répartition indigène et non indigène du goujon asiatique et ressemble à Gyrodactylus parvae You et al., 2008 récemment décrit chez P. parva en Chine. Les deux espèces ont été distinguées sur la base de l’analyse génétique de leur séquence ITS de l’ADNr (différence de 6,6 %) et des différences morphométriques dans les crochets marginaux et l’organe copulateur mâle. L’analyse phylogénétique des monogènes Dactylogyridae a montré que B. obscurus se regroupait avec des espèces de Dactylogyrus parasitant les Gobionidae et les Xenocyprididae, y compris D. squameus, soutenant les suggestions récentes d’une origine paraphylétique du genre Dactylogyrus. En plus des parasites co-introduits, le goujon asiatique était infecté par un généraliste local, G. prostae Ergens, 1964, portant le nombre de monogènes acquis en Europe à trois espèces. Néanmoins, les infections par les monogènes étaient généralement plus faibles dans les populations d’hôtes non indigènes, donnant potentiellement un avantage à l’invasion du goujon asiatique.
- Keywords
- Bivaginogyrus, Monogenea, New species, Parasite loss, Phylogeny, Species invasion,
- MeSH
- Cyprinidae * parasitology MeSH
- Phylogeny MeSH
- Cypriniformes * MeSH
- Fish Diseases * epidemiology parasitology MeSH
- Parasites * MeSH
- Trematoda * genetics MeSH
- Animals MeSH
- Check Tag
- Male MeSH
- Animals MeSH
- Publication type
- Journal Article MeSH