The Abundance and Biting Patterns of Culex quinquefasciatus Say (Culicidae) in the Coastal Region of Nigeria

Abstract

Acest studiu a avut ca scop determinarea abundenței și a modelelor de mușcături ale lui Culex quinquefasciatus în regiunea de coastă a Nigeriei. Colectările au fost realizate prin capturarea prin debarcare umană și prin capcane ușoare miniaturale CDC din septembrie 2005 până în august 2006. Au fost colectate în total 3798 de femele de C. quinquefasciatus. Cel mai mare număr de femele a fost capturat în luna august și a reprezentat aproape un sfert (24,0%) din totalul femelelor colectate. În total, 38,8% din femelele disecate au fost paride. Abundența de C. quinquefasciatus a urmat modelul precipitațiilor, populația începând să se extindă la debutul ploilor. Cea mai mare creștere a fost constatată după ce temperatura a atins punctul maxim. Media mușcăturilor a fost de 3,2 ori mai mare în sezonul ploios decât în sezonul uscat, în timp ce potențialul de transmitere a fost mai mare în sezonul uscat. În prezent, C. quinquefasciatus este considerat o pacoste de mușcătură care nu are încă o importanță epidemiologică semnificativă. Eforturile de combatere a acestuia ar trebui intensificate înainte de a fi prea târziu.

1. Introducere

C. quinquefasciatus Say este un țânțar cosmopolit cu distribuție mondială, în special în zonele tropicale și subtropicale și este asociat cu locuințele umane. Femelele adulte depun ouăle cu predilecție în habitatele acvatice permanente, relativ mari, cu concentrații ridicate de materie organică în descompunere, cum ar fi efluenții de canalizare și fosele septice. Cu toate acestea, stadiile imature ale acestei specii pot fi găsite în recipiente artificiale adesea umplute cu apă poluată sau bogată în substanțe organice, dar rareori coexistă în același recipient cu vectorul dengue Aedes aegypti .

C. quinquefasciatus, țânțarul de casă din sud, a fost relativ bine studiat în ultimii ani, probabil din cauza rolului său în transmiterea unor boli umane importante, cum ar fi filarioza limfatică urbană, virusul encefalitei Saint Louis (SLEV) și virusul encefalitei ecvine occidentale . În subregiunea Africii de Vest, țânțarii Culex nu sunt încă vectori de filarioză. Aceștia sunt vectori potențiali, deoarece există dovezi minime că țânțarii Culex contribuie la transmiterea bolii .

Procesul de urbanizare rapidă și creșterea neplanificată a orașelor a dus la producerea de habitate pentru țânțari care sporesc reproducerea unei varietăți de vectori de boli și, în consecință, transmiterea bolilor . Utilizând jgheaburile, canalele de drenaj și alte surse de apă stagnantă bogată în substanțe organice pentru ovipoziție și dezvoltare larvară , țânțarii C. pipiens sunt de obicei abundenți în mediile urbane. Aceștia se hrănesc cu oameni, păsări și mamifere . Faptul că se hrănesc cu păsări îi face să fie vectorul ideal pentru agenții patogeni aviari precum WNV și SLEV . Faptul că se hrănesc cu oameni și alte mamifere face ca aceștia să servească drept un vector punte important . Regiunea preferată de mușcătură la om este regiunea piciorului .

În plus față de importanța sa pentru sănătatea publică, C. quinquefasciatus provoacă un disconfort nocturn imens și reacții alergice datorită mușcăturii sale deranjante . Mușcătura deranjantă afectează, de obicei, o proporție mai mare din populație decât proporția celor care suferă de boli transmise de specia de țânțari. Uneori, nivelul de deranj poate fi extrem de ridicat și intolerabil. Această situație este agravată de faptul că sensibilitatea lui C. quinquefasciatus la piretroizi, cum ar fi permetrinul și deltametrinul, este relativ mai scăzută decât cea a anofelinelor, cum ar fi Anopheles gambiae s.l. și An. funestus s.l. .

Descoperirea unor măsuri de control eficiente și eficiente din punct de vedere al costurilor împotriva C. quinquefasciatus și, într-adevăr, a altor vectori și mușcători deranjanți a rămas de mult timp prioritatea oamenilor de știință din întreaga lume. Deoarece plasticitatea ecologică a C. quinquefasciatus poate fi utilă în determinarea unei politici de control eficiente din punct de vedere al costurilor , necesitatea unui studiu cuprinzător pentru a stabili caracteristicile de mușcătură ale speciei de țânțari nu poate fi subliniată prea mult. În plus, un studiu privind paritatea țânțarilor va furniza datele de bază necesare pentru a măsura eficacitatea măsurilor de control. După cunoștințele noastre, nu a fost încă raportată nicio lucrare de acest tip în Nigeria. Prin urmare, acest studiu are ca scop determinarea abundenței și a tiparelor de mușcături ale C. quinquefasciatus în regiunea de coastă a Nigeriei.

2. Materiale și metode

2.1. Colectarea și examinarea C. quinquefasciatus

Tânțarii adulți au fost eșantionați în timpul nopții cu ajutorul capcanelor luminoase miniaturale CDC (LTs) și cu ajutorul capturilor cu aterizare umană (HLCs). O echipă de patru persoane a efectuat toată colectarea țânțarilor. În fiecare săptămână, pe parcursul a 12 luni, din septembrie 2005 până în august 2006, au fost efectuate în total 2 colectări nocturne de HLC și 2 nopți de LT (6 LT în fiecare noapte).

Studiul a fost efectuat în Umuowa Ibu în zona guvernamentală locală Okigwe, statul Imo, Nigeria. Este o comunitate omogenă a populației indigene Ibo, tribul predominant din sud-estul Nigeriei. Casele lor sunt aranjate după un model de așezare familială, deoarece casele sunt aranjate în grupuri de familii. Zona este accidentată, cu câmpii ondulate caracteristice. În total, în zonă există șapte cursuri de apă și trei râuri, iar agricultura este principala ocupație. Alte ocupații predominante includ pescuitul, comerțul și munca artizanală.

Capturile de debarcare umană pe timp de noapte au fost efectuate într-o casă situată central în Umuowa Ibu. Echipa de capturare formată din patru persoane a alternat pe perechi între colectare și odihnă. Fiecare pereche de colectori colecta timp de o oră și se odihnea în următoarea oră, în timp ce cealaltă pereche colecta. Colectorii își expuneau picioarele și picioarele până la genunchi, iar țânțarii erau colectați cu ajutorul aspiratoarelor. Colectarea a început în aer liber la ora 18:00, continuând până la ora 22:00, când sătenii mergeau în mod normal la culcare. Astfel, colectările în interior au început la ora 2200 și au continuat până la ora 0600. Perechile de colectori și orele de lucru au fost schimbate în mod sistematic în fiecare zi de capturare pentru a elimina orice posibilă distorsiune care ar putea apărea din cauza atractivității și abilităților de capturare ale fiecărui individ. Colectările orare de țânțari au fost păstrate separat în cupe etichetate, care au fost acoperite cu plase de nailon fine ținute cu benzi de cauciuc. După fiecare colectare orară, cupele cu țânțari au fost prevăzute cu un tampon de vată umedă pe partea de sus și au fost păstrate la rece într-o cutie izolată cu elemente de răcire până când țânțarii au putut fi identificați și disecați.

Capturile cu capcane luminoase au fost efectuate simultan cu capturile de noapte cu aterizare umană. În fiecare noapte de capturare, C. quinquefasciatus au fost colectate cu capcane luminoase în șase case. Aceste case au fost alese pentru a reprezenta toate părțile zonelor de studiu, precum și cele trei tipuri diferite de case observate. Capcanele luminoase au fost utilizate în camerele în care dormea un singur ocupant. Ocupantul a fost învățat cum să pornească și să oprească capcana și a primit, de asemenea, o plasă de pat neimpregnată pentru a o folosi în jurul patului în timp ce dormea. Capcanele au fost pornite la ora 18:00 și oprite la ora 06:00. Acestea au fost golite, iar țânțarii colectați au fost păstrați în cutii frigorifice până când au fost identificați și, eventual, disecați.

2.2. Disecția femelelor de C. quinquefasciatus în laborator

La sfârșitul fiecărei săptămâni de capturare, țânțarii colectați au fost aduși la laboratorul bazei pentru a fi identificați și disecați. C. quinquefasciatus au fost sexați și identificați pe baza morfologiei externe după Gillies și Coetzee , Gillies și de Meillon , și Edwards .

Toate femelele C. quinquefasciatus vii și identificate, capturate în timpul nopții prin metoda de capturare prin aterizare umană, au fost disecate, în timp ce doar eșantioanele selectate aleatoriu dintre cele capturate în capcanele luminoase au fost disecate. C. quinquefasciatus identificate au fost doborâte cu eter și păstrate în vase Petri cu vată umedă pentru a preveni desecarea. După îndepărtarea picioarelor și a aripilor, femelele de C. quinquefasciatus au fost așezate pe o lamelă într-o picătură de soluție salină, iar ovarele au fost extrase și transferate rapid într-o picătură de apă distilată de pe lamelă, unde sunt lăsate să se usuce înainte de a fi examinate la o mărire mare pentru a se vedea dacă există schelete traheale și a fi clasificate ca fiind parous sau nulliparous . Toate femelele de C. quinquefasciatus au fost disecate complet, indiferent dacă erau perechi sau nulipare.

2.3. Analiza datelor

Pentru anchetele entomologice și clinice, pachetul SPSS pentru Windows a fost utilizat la introducerea datelor, iar valorile < 0,05 au fost considerate, de asemenea, semnificative din punct de vedere statistic în testele statistice. Testul Mantel Haenszel, stratificând în funcție de anotimp, a fost utilizat în compararea perechilor de procentaj de femele paride între sezonul uscat (din noiembrie până în martie) și cel ploios (din aprilie până în octombrie). Rata de paritate a fost calculată după cum urmează:

Planul circadian de mușcături și modelele de paritate au fost analizate pentru a verifica orele de mușcături cele mai intense și, respectiv, cele mai intense mușcături de paritate; testul chi pătrat a fost utilizat pentru analiză.

3. Rezultate

3.1. Abundență și sezonalitate

Cele șase capcane luminoase au capturat un total de 5699 de femele, dintre care 929 (36,7%) au fost perechi. Abundența relativă lunară a C. quinquefasciatus în funcție de capturile de debarcare umană este prezentată în tabelul 1. Au fost colectate în total 3798 de femele de C. quinquefasciatus, din care 82,0% au supraviețuit până la disecție. Cel mai mare număr de femele a fost capturat în luna august și a reprezentat aproape un sfert (24,0%) din totalul de 3798 de femele colectate anual. Cel mai mic număr de femele a fost capturat în luna noiembrie și a reprezentat 1,0% din totalul colecției anuale. În total, 38,8 % dintre femelele disecate au fost perechi. Cea mai mare rată de paritate (68,0%) a fost observată în luna noiembrie, în timp ce cea mai mică (29,0%) a fost înregistrată în luna mai.

În total, 82,0% din toate femelele capturate au rămas în viață și au fost disecate, dintre care 38,8% au fost paride. Rata de paritate a fost semnificativ mai mare în sezonul uscat (48,5%; din noiembrie până în martie) decât în sezonul ploios (36,1%; din aprilie până în octombrie) (-test; pentru ambele teste). Cel mai mare procentaj de femele parazite (68,0%) a fost obținut în luna secetoasă noiembrie, în timp ce cel mai mic procentaj (29,0%) a fost obținut în luna ploioasă mai.

Abordanța de C. quinquefasciatus a urmat modelul precipitațiilor, iar populația a început să se extindă la debutul ploilor. Cea mai mare creștere a fost constatată după ce temperatura a atins punctul maxim.

3.2. Modelul circadian de mușcătură

Activitatea circadiană de mușcătură a C. quinquefasciatus este prezentată în tabelul 2. C. quinquefasciatus a fost la fel de frecventă în exterior ca și în interior. Colecțiile din exterior au constituit 47,9% din totalul colecțiilor. Vârful mușcăturilor circadiene a fost între orele 18.00 și 20.00 în exterior, dar mușcăturile au scăzut constant până la cel mai scăzut nivel între orele 03.00 și 04.00, înainte de a crește din nou.

3.3. Rata de paritate

A fost observată variația circadiană a parității C. quinquefasciatus (a se vedea tabelul 3). Cea mai mare rată de paritate a fost de 51,7% colectată între orele 22.00 și 23.00. Ratele de paritate relativ mai mari au fost observate în prima parte a nopții, în timpul capturilor în aer liber. Cel mai mic procentaj de femele paride (28,4%) a fost capturat între orele 05.00 și 06.00 dimineața. Procentul de femele perechi colectate între orele de vârf de la 22.00 la 02.00 (46,7%) a fost semnificativ mai mare decât procentul de femele perechi colectate în restul nopții (35,0%) (-test; ). Paritatea a fost invers proporțională cu abundența relativă a C. quinquefasciatus.

Pentru C. quinquefasciatus, mai multe femele au supraviețuit până la disecție, de asemenea, în sezonul ploios decât în sezonul uscat, iar diferența a fost semnificativă din punct de vedere statistic ( = 25,56; ). Media de mușcături a fost de 3,2 ori mai mare în sezonul ploios decât în sezonul uscat, în timp ce potențialul de transmitere a fost mai mare în sezonul uscat (a se vedea tabelul 4).

4. Discuții

4.1. Abundența și sezonalitatea

Studii anterioare în bazinul vecin al râului Igwun au indicat că potențialii țânțari culicini vectori ai W. bancrofti au fost abundenți în zonă . C. quinquefasciatus a fost al doilea cel mai abundent, constituind până la 38,3% din numărul total de țânțari capturați în zona de studiu din bazinul inferior al râului Imo. Au existat variații sezoniere marcate în ceea ce privește abundența țânțarilor. Toate speciile de țânțari au fost mai abundente în timpul sezonului ploios decât în timpul sezonului uscat. Acest lucru este în concordanță cu modelele observate de Lindsay și colab. și de Gajanana și colab. Acest lucru este de înțeles, deoarece ploile fac disponibile mai multe locuri de reproducere. Caracterul sezonier al abundenței țânțarilor vectori a fost raportat în multe alte zone endemice, inclusiv în Pondicherry, în India. Serviciul a observat că vârfurile de mușcături de C. pipiens quinquefasciatus au avut loc din martie până în mai (sfârșitul sezonului uscat până la începutul sezonului umed) și în septembrie (sfârșitul sezonului umed) în nordul Nigeriei.

Picurile de densitate a femelelor de țânțari au avut loc în sezonul ploios și la începutul sezonului uscat în zonele urbane din Volta Superioară , în zonele rurale și la începutul sezonului ploios în Kaduna, în nordul Nigeriei . Densitățile medii din Africa de Vest în sezonul ploios sunt adesea de zece ori mai mari decât densitățile din sezonul uscat .

Factorii, alții decât clima și disponibilitatea locurilor de reproducere, pot afecta densitatea populației . Unul dintre acești factori este capacitatea vectorilor de a exploata activitățile umane în avantajul lor, de exemplu, pentru reproducere și perpetuarea de sine. Obiceiul de reproducere al lui C. quinquefasciatus este foarte interesant, deoarece tinde să exploateze obiceiurile de prelucrare a alimentelor ale oamenilor din zonele de studiu din bazinul râului Imo, a căror hrană de bază este maniocul fermentat, Manihot utillissema. Cassava este fermentată în apă timp de câteva zile pentru a scăpa de cianura otrăvitoare. Fermentarea prin înmuiere este o metodă de procesare eficientă care reduce toate substanțele cianogene la niveluri neglijabile , făcând astfel din manioc o marfă sigură pentru consum . Această practică este mai pronunțată în zona de mare altitudine decât în zona de coastă . În zona bazinului râului Imo, C. quinquefasciatus se înmulțește în ghivecele de manioc fermentat, ceea ce reprezintă un alt exemplu de exploatare cu succes a obiceiurilor oamenilor pentru autoperpetuarea vectorilor. În zona Nsukka din estul Nigeriei a fost raportată, de asemenea, reproducerea lui C. quinquefasciatus în vase de manioc în fermentație. În mod similar, Udonsi a raportat o mare abundență de Culex sp. în bazinul râului Igwun, unde această metodă de prelucrare a alimentelor este, de asemenea, comună. Acest obicei de prelucrare a alimentelor este o practică pe tot parcursul anului și, prin urmare, poate asigura o reproducere pe tot parcursul anului a lui C. quinquefasciatus. Acest lucru este în concordanță cu afirmația că activitatea umană modifică modelul de transmitere a bolilor la tropice.

C. quinquefasciatus este cunoscut în mod normal pentru a se înmulți în canale de scurgere deschise, fose septice deschise sau fisurate, latrine cu gropi inundate și canale de scurgere, în special atunci când sunt poluate cu materii organice . Alte locuri de reproducere pentru C. quinquefasciatus în zonă includ containerele naturale de fructe Mbele în descompunere și sugative sparte. De asemenea, se înmulțește în fosele septice din orașul vecin Okigwe .

Temperatura a avut tendința de a avea o relație inversă cu abundența relativă a țânțarilor, în timp ce precipitațiile au avut o relație pozitivă cu abundența relativă a C. quinquefasciatus în ambele părți ale bazinului râului Imo. În Brazilia, densitatea lunară nu a fost corelată cu temperatura și precipitațiile .

Rata anuală de mușcături (ABR) (o estimare a numărului unui anumit vector care vine să muște o persoană care este expusă la mușcături în timpul tuturor orelor de mușcături ale vectorului, în fiecare zi, timp de un an) pentru C. quinquefasciatus a fost de 13.847 mușcături/persoană/an (HLC) și 10.128 mușcături/persoană/an (LT) în zona de studiu din bazinul inferior al râului Imo. Ratele anuale de mușcături variază de la un loc la altul și, uneori, de la un an la altul. ABR pentru C. quinquefasciatus din acest studiu nu este de acord cu vechea credință populară conform căreia rata de mușcături de C. quinquefasciatus este un bun indicator al gradului de urbanizare a unei zone. Cu abilitatea sa de a exploata comportamentul uman pentru propria perpetuare, așa cum a fost exemplificat în acest studiu, C. quinquefasciatus colonizează din ce în ce mai mult zonele non-urbane.

4.2. Modelul circadian de mușcătură

Mușcătura circadiană a C. quinquefasciatus a arătat un vârf între orele 18.00 și 20.00 în aer liber în zona de studiu din bazinul inferior al râului Imo. Acest lucru este contrar studiilor anterioare care au arătat un vârf de mușcătură după miezul nopții în Africa de Vest și Africa de Est, unde este un vector stabilit . Studiul nostru a fost adaptat după orele de rutină ale localnicilor, în sensul că prelevarea de probe de țânțari a fost făcută în aer liber în timpul perioadei în care oamenii stau de obicei în aer liber (până la ora 22.00) și în interior (22.00-06.00), când în mod normal erau în interior. O persoană din zona de studiu din bazinul inferior al râului Imo a primit 52,1% din mușcăturile de C. quinquefasciatus în timp ce se afla în aer liber și 47,9% în interior. Se știe că abundența, atractivitatea și disponibilitatea gazdei umane influențează comportamentul de mușcătură al vectorului . Pentru C. pipiens fatigans, densitatea umană s-a dovedit a fi de o importanță primordială.

Rata de parazitare a fost mai mare în sezonul uscat, crescând astfel potențialul de transmitere în această perioadă. Rata de paritate din acest studiu a fost mai mică decât cea raportată în Tanzania . Sezonul ploios este mai lung decât sezonul uscat în zona de studiu. Procentul de femele de C. quinquefasciatus care au supraviețuit din perioada de colectare până la disecție în timpul sezonului ploios a fost semnificativ mai mare decât în timpul sezonului uscat. Acest lucru poate fi explicat datorită diferențelor marcate în ceea ce privește nivelul de umiditate între sezoane. A existat o preponderență a țânțarilor mai bătrâni în timpul sezonului uscat comparativ cu cel ploios, după cum arată ratele de paritate mai mari în primul sezon decât în cel de-al doilea. Acest lucru a fost contrar constatărilor din Brazilia, unde a existat o proporție mai mare de femele nulipare în timpul lunilor mai uscate, în timp ce femelele gravide au fost mai frecvente în lunile ploioase . Desigur, acest lucru nu s-ar putea datora unei mortalități mai mari în timpul sezonului ploios, deoarece nivelul mai ridicat de umiditate din acest sezon oferă condiții favorabile pentru supraviețuire, așa cum a fost demonstrat de supraviețuirea mai mare a femelelor păstrate pentru disecție în timpul sezonului ploios decât în timpul sezonului uscat. Explicația este o producție mai mare de țânțari nulipare în timpul sezonului ploios, datorită disponibilității mai multor locuri de reproducere.

C. quinquefasciatus este un vector potențial de filarioză care poate avea consecințe grave pentru epidemiologia filariozei în zonele rurale din Africa de Vest. Cu trecerea timpului, acesta ar putea deveni important din punct de vedere epidemiologic nu numai în transmiterea filariozei urbane, ci și în transmiterea filariozei rurale în Nigeria și în întreaga Africă de Vest. În cadrul unui experiment de laborator în Nigeria, 76,6% din această specie de țânțari au găzduit larve L3 infecțioase, ceea ce indică compatibilitatea dintre tulpina locală a parazitului filarial și această specie de țânțar în această zonă. Posibila implicare a speciilor de Culex în transmiterea filariozei limfatice în nordul Nigeriei a fost sugerată mult mai devreme, în timp ce larvele de W. bancrofti au fost găsite la C. antennatus . Culexii, împreună cu speciile Anopheles și Aedes, au fost incriminați ca vectori ai filariozei bancroftiene în diferite zone ecologice ale lumii . C. quinquefasciatus a căpătat în mod constant o importanță tot mai mare ca vector în zonele urbane din Caraibe, America Latină, China, Egipt, Asia de Sud și, de asemenea, în Africa de Est. Mișcarea persoanelor infectate din zonele rurale din Africa de Vest în marile centre urbane din Africa de Vest, unde C. quinquefasciatus este acum bine stabilit, ar putea duce la o adaptare din ce în ce mai bună a W. bancrofti la C. quinquefasciatus . Acest lucru ar putea deschide o nouă perspectivă a provocărilor epidemiologice în ceea ce privește transmiterea filariozei în regiunea Africii de Vest.

5. Concluzie

C. quinquefasciatus este considerat în prezent o pacoste mușcătoare care nu are încă o importanță epidemiologică semnificativă. Cercetările indică faptul că ar putea deveni important în transmiterea filariozei în Africa de Vest, așa cum este în prezent în Africa de Est. Eforturile de control al acesteia ar trebui intensificate înainte de a fi prea târziu, deoarece o cusătură la timp salvează nouă.

Recunoștințe

Contribuțiile echipei de momeală umană formată din Edwin Uttah, Jacob Ndukwu, Stephen Uttah, Verny și Francis Uttah și ale echipei de sprijin pe teren formată din Bassey Cobham și Christopher Uzoma sunt foarte apreciate. Asistența primită din partea personalului de laborator, dl Akpan și Comfort Nwankwoala, este recunoscută prin prezenta.

.