Published February 21, 2023 | Version v1
Publication Open

Worldwide host associations of the tick genus Ixodes suggest relationships based on environmental sharing rather than on co-phylogenetic events

  • 1. Universidad de Zaragoza

Description

This study aims to capture how ticks of the genus Ixodes gained their hosts using network constructs. We propose two alternative hypotheses, namely, an ecological background (ticks and hosts sharing environmentally available conditions) and a phylogenetic one, in which both partners co-evolved, adapting to existing environmental conditions after the association took place.We used network constructs linking all the known pairs of associations between each species and stage of ticks with families and orders of hosts. Faith's phylogenetic diversity was used to evaluate the phylogenetic distance of the hosts of each species and changes occurring in the ontogenetic switch between consecutive stages of each species (or the extent of the changes in phylogenetic diversity of hosts for consecutive stages of the same species).We report highly clustered associations among Ixodes ticks and hosts, supporting the influence of the ecological adaptation and coexistence, demonstrating a lack of strict tick-host coevolution in most cases, except for a few species. Keystone hosts do not exist in the relationships between Ixodes and vertebrates because of the high redundancy of the networks, further supporting an ecological relationship between both types of partners. The ontogenetic switch of hosts is high for species with enough data, which is another potential clue supporting the ecological hypothesis. Other results suggest that the networks displaying tick-host associations are different according to the biogeographical realms. Data for the Afrotropical region reveal a lack of extensive surveys, while results for the Australasian region are suggestive of a mass extinction of vertebrates. The Palearctic network is well developed, with many links demonstrating a highly modular set of relationships.With the obvious exceptions of Ixodes species restricted to one or a few hosts, the results point to an ecological adaptation. Even results on species linked to groups of ticks (such as Ixodes uriae and the pelagic birds or the bat-tick species) are suggestive of a previous action of environmental forces.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تهدف هذه الدراسة إلى التقاط كيفية اكتساب القراد من جنس Ixodes لمضيفيهم باستخدام بنيات الشبكة. نقترح فرضيتين بديلتين، وهما الخلفية البيئية (القراد والمضيفون الذين يتشاركون الظروف المتاحة بيئيًا) والخلفية الوراثية التي يتطور فيها كلا الشريكين بشكل مشترك، والتكيف مع الظروف البيئية الحالية بعد حدوث الارتباط. استخدمنا بنيات الشبكة التي تربط جميع أزواج الارتباطات المعروفة بين كل نوع ومرحلة القراد مع العائلات وأوامر المضيفين. تم استخدام التنوع الوراثي العرقي للإيمان لتقييم المسافة الوراثية لمضيفي كل نوع والتغيرات التي تحدث في التحول الوراثي بين المراحل المتتالية لكل نوع (أو مدى التغيرات في التنوع الوراثي العرقي للمضيفين للمراحل المتتالية من نفس النوع). نحن نبلغ عن ارتباطات متجمعة للغاية بين القراد والمضيفين من Ixodes، مما يدعم تأثير التكيف البيئي والتعايش، مما يدل على عدم وجود تطور مشترك صارم بين القراد والمضيف في معظم الحالات، باستثناء عدد قليل من الأنواع. لا يوجد مضيفو Keystone في العلاقات بين Ixodes والفقاريات بسبب التكرار العالي للشبكات، مما يدعم العلاقة البيئية بين كلا النوعين من الشركاء. التبديل الوراثي للمضيفين مرتفع بالنسبة للأنواع التي لديها بيانات كافية، وهو دليل محتمل آخر يدعم الفرضية البيئية. تشير نتائج أخرى إلى أن الشبكات التي تعرض ارتباطات مضيف القراد تختلف وفقًا للعوالم الجغرافية الحيوية. تكشف البيانات الخاصة بالمنطقة الاستوائية الأفريقية عن نقص في المسوحات المكثفة، بينما تشير النتائج الخاصة بالمنطقة الأسترالية إلى انقراض جماعي للفقاريات. تم تطوير شبكة Palearctic بشكل جيد، مع وجود العديد من الروابط التي توضح مجموعة من العلاقات المعيارية للغاية. مع الاستثناءات الواضحة لأنواع Ixodes المقتصرة على مضيف واحد أو عدد قليل، تشير النتائج إلى تكيف بيئي. حتى النتائج على الأنواع المرتبطة بمجموعات من القراد (مثل Ixodes uriae والطيور السطحية أو أنواع القراد الخفافيش) تشير إلى عمل سابق للقوى البيئية.

Translated Description (French)

Cette étude vise à capturer comment les tiques du genre Ixodes ont gagné leurs hôtes en utilisant des constructions de réseau. Nous proposons deux hypothèses alternatives, à savoir un fond écologique (tiques et hôtes partageant des conditions environnementales disponibles) et un fond phylogénétique, dans lequel les deux partenaires ont co-évolué, s'adaptant aux conditions environnementales existantes après l'association. Nous avons utilisé des constructions de réseau reliant tous les couples connus d'associations entre chaque espèce et stade de tiques avec des familles et des ordres d'hôtes. La diversité phylogénétique de Faith a été utilisée pour évaluer la distance phylogénétique des hôtes de chaque espèce et les changements survenant dans le changement ontogénétique entre les stades consécutifs de chaque espèce (ou l'ampleur des changements dans la diversité phylogénétique des hôtes pour les stades consécutifs de la même espèce). Nous rapportons des associations fortement groupées entre les tiques et les hôtes Ixodes, soutenant l'influence de l'adaptation et de la coexistence écologiques, démontrant un manque de coévolution stricte tique-hôte dans la plupart des cas, à l'exception de quelques espèces. Les hôtes clés n'existent pas dans les relations entre les Ixodes et les vertébrés en raison de la forte redondance des réseaux, soutenant davantage une relation écologique entre les deux types de partenaires. Le changement ontogénétique des hôtes est élevé pour les espèces avec suffisamment de données, ce qui est un autre indice potentiel soutenant l'hypothèse écologique. D'autres résultats suggèrent que les réseaux affichant des associations tique-hôte sont différents selon les domaines biogéographiques. Les données pour la région afrotropicale révèlent un manque d'enquêtes approfondies, tandis que les résultats pour la région australasienne suggèrent une extinction massive des vertébrés. Le réseau paléarctique est bien développé, avec de nombreux liens démontrant un ensemble de relations hautement modulaires. Avec les exceptions évidentes des espèces Ixodes limitées à un ou quelques hôtes, les résultats indiquent une adaptation écologique. Même les résultats sur les espèces liées à des groupes de tiques (comme les Ixodes uriae et les oiseaux pélagiques ou les espèces de bâtonnets de chauve-souris) suggèrent une action antérieure des forces environnementales.

Translated Description (Spanish)

Este estudio tiene como objetivo capturar cómo las garrapatas del género Ixodes obtuvieron sus anfitriones utilizando construcciones de red. Proponemos dos hipótesis alternativas, a saber, un fondo ecológico (garrapatas y huéspedes que comparten las condiciones ambientales disponibles) y uno filogenético, en el que ambos socios coevolucionaron, adaptándose a las condiciones ambientales existentes después de que tuvo lugar la asociación. Utilizamos construcciones de red que vinculan todos los pares conocidos de asociaciones entre cada especie y etapa de garrapatas con familias y órdenes de anfitriones. La diversidad filogenética de Faith se utilizó para evaluar la distancia filogenética de los huéspedes de cada especie y los cambios que ocurren en el cambio ontogenético entre etapas consecutivas de cada especie (o el alcance de los cambios en la diversidad filogenética de los huéspedes para etapas consecutivas de la misma especie). Reportamos asociaciones altamente agrupadas entre las garrapatas de Ixodes y los huéspedes, lo que respalda la influencia de la adaptación ecológica y la coexistencia, lo que demuestra una falta de coevolución estricta entre garrapatas y huéspedes en la mayoría de los casos, excepto en algunas especies. Los huéspedes clave no existen en las relaciones entre Ixodes y vertebrados debido a la alta redundancia de las redes, lo que respalda aún más una relación ecológica entre ambos tipos de socios. El cambio ontogenético de los huéspedes es alto para las especies con suficientes datos, que es otra pista potencial que respalda la hipótesis ecológica. Otros resultados sugieren que las redes que muestran asociaciones garrapata-huésped son diferentes según los reinos biogeográficos. Los datos para la región afrotropical revelan una falta de estudios extensos, mientras que los resultados para la región de Australasia sugieren una extinción masiva de vertebrados. La red paleártica está bien desarrollada, con muchos enlaces que demuestran un conjunto de relaciones altamente modulares. Con las excepciones obvias de las especies de Ixodes restringidas a uno o unos pocos huéspedes, los resultados apuntan a una adaptación ecológica. Incluso los resultados sobre especies vinculadas a grupos de garrapatas (como Ixodes uriae y las aves pelágicas o la especie de garrapata de murciélago) sugieren una acción previa de las fuerzas ambientales.

Files

s13071-022-05641-9.pdf

Files (34.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:bc7d2e5c92facbcd8e62c5c42f50af3c
34.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقترح الجمعيات المضيفة في جميع أنحاء العالم لجنس القراد Ixodes علاقات قائمة على المشاركة البيئية بدلاً من الأحداث الوراثية المشتركة
Translated title (French)
Les associations mondiales d'hôtes du genre de tiques Ixodes suggèrent des relations basées sur le partage environnemental plutôt que sur des événements co-phylogénétiques
Translated title (Spanish)
Las asociaciones mundiales de anfitriones del género de garrapatas Ixodes sugieren relaciones basadas en el intercambio ambiental en lugar de en eventos co-filogenéticos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4321611516
DOI
10.1186/s13071-022-05641-9

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1600849259
  • https://openalex.org/W1860957168
  • https://openalex.org/W1915826192
  • https://openalex.org/W1966941947
  • https://openalex.org/W1967779357
  • https://openalex.org/W1985644749
  • https://openalex.org/W1990402706
  • https://openalex.org/W1997412347
  • https://openalex.org/W2001194715
  • https://openalex.org/W2010262203
  • https://openalex.org/W2020175197
  • https://openalex.org/W2029837060
  • https://openalex.org/W2040087901
  • https://openalex.org/W2057376327
  • https://openalex.org/W2060149972
  • https://openalex.org/W2064906142
  • https://openalex.org/W2067703482
  • https://openalex.org/W2068076302
  • https://openalex.org/W2073478787
  • https://openalex.org/W2095297474
  • https://openalex.org/W2107131885
  • https://openalex.org/W2112663045
  • https://openalex.org/W2119283543
  • https://openalex.org/W2121857824
  • https://openalex.org/W2134265496
  • https://openalex.org/W2134420735
  • https://openalex.org/W2147323780
  • https://openalex.org/W2150597302
  • https://openalex.org/W2155043740
  • https://openalex.org/W2163033649
  • https://openalex.org/W2166655850
  • https://openalex.org/W2168793216
  • https://openalex.org/W2177436571
  • https://openalex.org/W2178356253
  • https://openalex.org/W2262506164
  • https://openalex.org/W2270355361
  • https://openalex.org/W2329462754
  • https://openalex.org/W2329753330
  • https://openalex.org/W2402409199
  • https://openalex.org/W2523020532
  • https://openalex.org/W2619713601
  • https://openalex.org/W2766352525
  • https://openalex.org/W2791847701
  • https://openalex.org/W2802244649
  • https://openalex.org/W2803140889
  • https://openalex.org/W2889147680
  • https://openalex.org/W2889489537
  • https://openalex.org/W2894794806
  • https://openalex.org/W2952490502
  • https://openalex.org/W2954867141
  • https://openalex.org/W2997852636
  • https://openalex.org/W3013923205
  • https://openalex.org/W3095025044
  • https://openalex.org/W3174593679
  • https://openalex.org/W325861409