Environmental, geographical and time-related impacts on avian malaria infections in native and introduced populations of house sparrows (Passer domesticus), a globally invasive species

Abstract

Aim: The increasing spread of vector-borne diseases has resulted in severe health concerns for humans, domestic animals and wildlife, with changes in land use and the introduction of invasive species being among the main possible causes for this increase. We explored several ecological drivers potentially affecting the local prevalence and richness of avian malaria parasite lineages in native and introduced house sparrows (Passer domesticus) populations. Location: Global. Time period: 2002–2019. Major taxa studied: Avian Plasmodium parasites in house sparrows. Methods: We analysed data from 2,220 samples from 69 localities across all continents, except Antarctica. The influence of environment (urbanization index and human density), geography (altitude, latitude, hemisphere) and time (bird breeding season and years since introduction) were analysed using generalized additive mixed models (GAMMs) and random forests. Results: Overall, 670 sparrows (30.2%) were infected with 22 Plasmodium lineages. In native populations, parasite prevalence was positively related to urbanization index, with the highest prevalence values in areas with intermediate urbanization levels. Likewise, in introduced populations, prevalence was positively associated with urbanization index; however, higher infection occurred in areas with either extreme high or low levels of urbanization. In introduced populations, the number of parasite lineages increased with altitude and with the years elapsed since the establishment of sparrows in a new locality. Here, after a decline in the number of parasite lineages in the first 30 years, an increase from 40 years onwards was detected. Main conclusions: Urbanization was related to parasite prevalence in both native and introduced bird populations. In invaded areas, altitude and time since bird introduction were related to the number of Plasmodium lineages found to be infecting sparrows.

Objetivo: La creciente propagación de enfermedades transmitidas por vectores ha generado graves problemas de salud para los seres humanos, los animales domésticos y la vida silvestre, y los cambios en el uso de la tierra y la introducción de especies invasoras se encuentran entre las principales causas posibles de este aumento. Exploramos varios impulsores ecológicos que podrían afectar la prevalencia local y la riqueza de linajes de parásitos de la malaria aviar en poblaciones nativas e introducidas de gorriones domésticos (Passer domesticus). Ubicación: Mundial. Período de tiempo: 2002–2019. Principales taxones estudiados: parásitos aviares Plasmodium en gorriones domésticos. Métodos: Analizamos datos de 2220 muestras de 69 localidades de todos los continentes, excepto la Antártida. La influencia del medio ambiente (índice de urbanización y densidad humana), la geografía (altitud, latitud, hemisferio) y el tiempo (temporada de reproducción de aves y años desde la introducción) se analizaron utilizando modelos mixtos aditivos generalizados (GAMM) y bosques aleatorios. Resultados: En general, 670 gorriones (30,2%) estaban infectados con 22 linajes de Plasmodium. En poblaciones nativas, la prevalencia del parásito se relacionó positivamente con el índice de urbanización, con los valores de prevalencia más altos en áreas con niveles de urbanización intermedios. Asimismo, en poblaciones introducidas, la prevalencia se asoció positivamente con el índice de urbanización; sin embargo, se produjo una mayor infección en áreas con niveles de urbanización extremadamente altos o bajos. En las poblaciones introducidas, el número de linajes de parásitos aumentó con la altitud y con los años transcurridos desde el establecimiento de los gorriones en una nueva localidad. Aquí, después de una disminución en el número de linajes de parásitos en los primeros 30 años, se detectó un aumento a partir de los 40 años. Conclusiones principales: La urbanización se relacionó con la prevalencia de parásitos en las poblaciones de aves nativas e introducidas. En las áreas invadidas, la altitud y el tiempo transcurrido desde la introducción de las aves se relacionaron con el número de linajes de Plasmodium que infectaron a los gorriones.