This thesis aimed to investigate interactions between human driven ecosystem changes and waterfowl species in the frame of immunity and parasitic infections. This interplay was investigated studying parasite indices and immunity of the mallards and Egyptian geese in the context of lead pollution in mallards, helminthic parasites of zoonotic potential in mallards, the role of immunity and parasites in the invasion process of Egyptian goose and infectious agents of Egyptian goose which could be of relevance for native species, livestock and humans. In chapter 1, it was studied how lead pollution affects parasite diversity by investigating intestinal helminth species richness and infection intensity in mallards exposed to environmental lead. Parasite species richness and infection intensity was found to be significantly lower in birds with higher chronic lead levels suggesting both host and parasites respond to lead exposure. Thus, it was shown that anthropogenic induced environmental lead pollution resulting in long term intoxication of mallards, is related to significant biodiversity loss in intestinal helminth species communities of mallards. In chapter 2, parasite prevalence and immunity of an invasive and a native Egyptian goose populations were compared, showing that the variance of immune marker is significantly higher in the invasive than in the native population. Moreover, a new hypothesis (“Immunological Plasticity Hypothesis”) was raised in the field of vertebrate invasion, which aims to combine existing hypothesis with the impact of newly acquired pathogens on invasive species. The new hypothesis will help to study health related drivers of invasion processes. In chapter 3, prevalence of neural bird schistosomes, whose cercaria might cause swimmer´s itch in humans, in mallards was investigated. Showing a prevalence of 21%, Trichobilharzia regenti was the most prevalent neural bird schistosome. Beside T. regenti, Bilharziella polonica was detected either between the brain membranes (meninges) and the brain, in the spinal cord or in the intestine of 12% of the mallards, which is the first description of this species from the birds neural system. This finding indicates that the spectrum of neural bird schistosome species is broader than previously acknowledged. Both findings highlight the importance of monitoring this parasitic group in vertebrate hosts. Chapter 4 shows that Egyptian geese are frequent carriers of Riemerella anatipestifer and furthermore provides serological evidence of exposure to selected viral pathogens of relevance for native birds and poultry. Thus, invasive Egyptian geese are involved in native pathogen transmission cycles and therefore might potentially spillover and spillback pathogens to native species and poultry. In conclusion, this thesis highlights the importance to encounter the complex interplay between health indices of waterfowl and anthropogenic impacted environmental factors such as pollution and species invasion to studies on species biodiversity in freshwater ecosystems. Moreover, it provides one of the very few studies on infectious agents and immunity of invasive birds and proposes a new hypothesis in the field of vertebrate invasion, which will help to study health related drivers of animal invasion.
Der menschliche Einfluss auf Süßwasserökosysteme ist immens. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Wechselwirkungen zwischen menschlichen Einflüssen auf Süßwasserökosysteme und Parasiten sowie die Immunsysteme der dort lebenden Wasservögel. Hierfür wurden Parasitenindizes und Immunparameter von Stockenten als die häufigste heimische Entenart und der Nilgans als eine der häufigsten invasiven Gänsearten in Deutschland untersucht. In Kapitel 1 wurde untersucht, welchen Einfluss chronische Bleibelastung bei Stockenten auf deren Parasitenbiodiversität hat. Dazu wurden Stockenten hinsichtlich chronischer Bleibelastung sowie Artenvielfalt und Infektionsintensität von Magendarmhelminthen untersucht. Sowohl Artenvielfalt als auch Infektionsintensität waren signifikant niedriger in Enten mit höherer chronischer Bleibelastung. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass nicht nur die Ente als Wirt, sondern auch die Parasiten selbst durch Blei negativ beeinflusst werden. Dies zeigt, dass eine menschlich verursachte Bleibelastung der Umwelt, welche zu Langzeitbleibelastungen bei Wasservögeln führt, einen signifikanten Biodiversitätsverlust von Magendarmhelminthen zur Folge haben kann. In Kapitel 2 wurden Parasitenprävalenzen und Immunparameter von einer invasiven und einer heimischen Nilganspopulation verglichen. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Varianzen der Immunparameter der invasiven Population signifikant höher sind als die der heimischen Population. Zudem wird eine neue Hypothese („Immunological Plasticity Hypothesis“) beschrieben, die bereits bestehende Hypothesen zum Einfluss von Parasiten und Immunparameter auf Mechanismen der Invasionsbiologie verbindet und um den Einfluss neuerlich erworbener Parasiten erweitert. Diese neue Hypothese kann helfen, gesundheitsbezogene Antriebe von Invasionsprozessen besser zu verstehen. In Kapitel 3 wurden Stockenten hinsichtlich des Auftretens und der Prävalenz neuronaler Vogelschistosomen untersucht, deren Zerkarien beim Menschen Badedermatitis auslösen können. Mit einer Prävalenz von 21% war Trichobilharzia regenti die häufigste Vogelschistosomenart in den Stockenten. Neben T. regenti konnte Bilharziella polonica aus verschiedenen Bereichen des zentralen Nervensystems von 12% der Stockenten extrahiert werden. Diese Entdeckung ist die erste Beschreibung B. polonicas im Nervensystem von Vögeln und lässt die Schlussfolgerung zu, dass das Spektrum neuronaler Vogelschistosomen größer ist als bisher angenommen. Beide Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit für ein Monitoring von Vogelschistosomen in Wirbeltierwirten. In Kapitel 4 konnte gezeigt werden, dass Nilgänse in Deutschland Träger von Riemerella anatipestifer sind. Zusätzlich deutet das Auftreten von Antikörpern gegen Pathogene, die von Bedeutung für heimische Vögel und Hausgeflügel sind (Influenzavirus A, Aviäres Avulavirus 1, Aviadenoviren, Enten-Atadenovirus A (syn.: egg drop syndrome 1976 virus), auf einen Kontakt mit diesen Erregern hin. Diese Ergebnisse zeigen, dass invasive Nilgänse in Deutschland in Zyklen heimischer Krankheitserreger eingebunden sind und diese Art möglicherweise als Überträger der untersuchten Erreger fungieren kann. Mit dieser Dissertation wird deutlich, dass das komplexe Zusammenspiel zwischen menschlichen Einflüssen auf die Umwelt und Gesundheitsaspekten von Wasservögeln in Studien zur Artenvielfalt in Süßwasserökosystemen einbezogen werden sollten. Zusätzlich wurde eine neue Hypothese vorgestellt, anhand derer zukünftige Studien die gesundheitsbezogenen Mechanismen der Invasion von Wirbeltieren besser beurteilen können und die helfen kann, das Feld der Invasionsbiologie generell weiter zu entwickeln.
