Abstract
Inzicht in de populatiedynamiek van muggenpopulaties door analyse van de levensduur en de gevoeligheid voor insecticiden is belangrijk om het waarschijnlijke effect van vectorbestrijdingsstrategieën in te schatten en ook om het ontwerp van nieuwe interventies te helpen. Variatie in de levensduren en andere biologische gegevens werden vergeleken voor twee populaties van Culex quinquefasciatus Say 1823 uit geografisch geïsoleerde regio’s, Gorakhpur en Pune in India. Onder een gestandaardiseerd kweekregime en constante laboratoriumomstandigheden werden de muggen gekweekt en de biologische eigenschappen van deze populaties werden vergeleken. Ontwikkeling en overleving van onvolwassen en volwassen stadia van Culex quinquefasciatus bleken significant te verschillen in de Gorakhpur en Pune populaties. Hoofdcomponentenanalyse van morfologische gegevens toonde aan dat de twee populaties significant verschillende clusters vormen die van elkaar kunnen worden onderscheiden op basis van variabelen gerelateerd aan sifon, zadel, anale kieuwen, en pectentanden. De resultaten van de gevoeligheid voor insecticiden wijzen erop dat de larven uit beide gebieden gevoeliger waren voor deltamethrine in vergelijking met DDT en malathion. De huidige studie levert basisinformatie op over overleving, morfologische variatie en gevoeligheid voor insecticiden van Culex quinquefasciatus. De resultaten van deze studie suggereren dat verschillende geografische gebieden met contrasterende habitats een significante invloed hebben op de overleving en voortplantingsstrategieën van Culex quinquefasciatus.
1. Inleiding
Voor een goede interventiestrategie voor muggen is een grondige kennis nodig van de populatiedynamiek en de gevoeligheid voor insecticiden. Om de populatiedynamiek van de vectorsoorten beter te begrijpen, is het begrijpen van parameters zoals ontwikkelingstijd, overlevingskans en vruchtbaarheid van bijzonder belang. Een sterftetabel beschrijft de ontwikkeling, overleving en vruchtbaarheid van een cohort en verschaft basisgegevens over de parameters voor populatiegroei. De levens tabel studie geeft ook beknopte informatie over inherente verschillen in overleving en voortplantingsstrategieën van populaties onder verschillende ecologische regimes en kan helpen verklaren waarom bepaalde soorten zich in bepaalde milieus voortplanten.
Culex quinquefasciatus Say is een kosmopolitische muggensoort die voorkomt in tropische, subtropische, en warm gematigde gebieden. Cx. quinquefasciatus fungeert als vector van filariaire wormen, protozoaire parasieten en verschillende arbovirussen. In India is Cx. quinquefasciatus de voornaamste vector van bancroftial filariasis. Snelle verstedelijking en industrialisatie zonder goede drainage faciliteiten zijn verantwoordelijk voor de vestiging van de Cx. quinquefasciatus in verschillende steden van India. Van de naar schatting 128 miljoen gevallen van lymfatische filaria wereldwijd wordt 91% veroorzaakt door Wuchereria bancrofti Cobbold . India alleen al draagt voor 40% bij aan de ziektelast als gevolg van de lymfatische filariasis in de wereld. De schattingen van de ziektelast als gevolg van filariasis suggereren dat 2,06 miljoen voor invaliditeit gecorrigeerde levensjaren (DALY’s) verloren gaan in India.
Er zijn talloze studies uitgevoerd naar de biologie van Cx. quinquefasciatus en de gevoeligheid voor insecticiden. Onlangs rapporteerden Suman et al. significante variaties in morfologie tussen eieren en levensfase-attributen van de vier stammen van Cx. quinquefasciatus. Vergelijking van biologische attributen zoals insecticide gevoeligheid, levenscyclus analyse, en morfologische variatie van Cx. quinquefasciatus van endemische en niet-endemische gebieden van lymfatische filariasis is niet goed gedocumenteerd.
Mosquitoes die op verschillende plaatsen leven passen zich normaal aan aan de lokale omstandigheden. Gorakhpur en Pune liggen geografisch ver uit elkaar (~1500 km) (figuur 1) en hebben verschillende klimatologische omstandigheden. Uttar Pradesh (Gorakhpur) is een van de lymfatische filariasis endemische staten van India terwijl Maharashtra (Pune) niet lymfatische filariasis endemisch is. Het milieu en de klimatologische kenmerken van deze twee ecotypes zijn ook verschillend. Het lijkt mogelijk dat de omgevingsstress van deze twee ecoklimatologische regio’s hun levensgeschiedeniskenmerken beïnvloeden. Wij stelden de hypothese dat deze muggenstammen zullen verschillen in hun levensloop en biologische eigenschappen omdat ze aangepast lijken te zijn aan hun respectievelijke lokale omgeving. Om deze hypothese te testen onderzochten we de levenscyclusanalyse, de morfologische variatie en de gevoeligheid voor insecticiden tussen deze twee populaties van Cx. quinquefasciatus uit geografisch goed gescheiden gebieden in India, namelijk, Gorakhpur en Pune.
De bemonsteringskaart ■ geeft de bemonsteringslocaties aan.
2. Materialen en methoden
2.1. Ethische verklaring
Alle dieren werden behandeld in strikte overeenstemming met goede dierpraktijken zoals gedefinieerd door het Institutional Animal Ethics Committee (IAEC) verbonden aan het National Institute of Virology (NIV), Pune, India. Alle werkzaamheden met dieren werden goedgekeurd door de IAEC. De dierproeven werden uitgevoerd in strikte overeenstemming met de richtlijnen van het Committee for the Purpose of Control and Supervision of Experiment on Animals (CPCSEA), India.
2.2. Muggenverzameling en -kweek
Volwassen en larven van Cx. quinquefasciatus werden uit twee populaties bemonsterd om de mogelijkheid van populatieverschillen in de endemische en niet-endemische gebieden van lymfatische filariasis-infectie te onderzoeken. Uttar Pradesh is een endemisch gebied voor JE-virus en lymfatische filariasis-infectie en Maharashtra is niet-endemisch voor JE-virus en lymfatische filariasis-infecties. Gorakhpur (26°45′ noorderbreedte, 83°24′ oosterlengte) ligt in de Taraigordel nabij het Himalayagebergte in de deelstaat Uttar Pradesh, grenzend aan Nepal, terwijl Pune (18°31′ noorderbreedte, 73°55′ oosterlengte) dicht bij de Westelijke Ghats van India ligt, in de deelstaat Maharashtra. Gorakhpur ligt in de Indo-Gangetic Plain regio die 1200-1300 mm neerslag per jaar ontvangt. De jaarlijkse temperatuur varieert van 8°C in de winter tot 42°C in de zomer. De vegetatie in deze regio is tropisch, vochtig en loofverliezend. Pune ligt in een semi-aride gebied met 700-800 mm neerslag per jaar. De jaarlijkse temperatuur varieert van 12°C in de winter tot 38°C in de winter. De vegetatie van deze regio is droog loofverliezend. De larven werden verzameld in tijdelijke en semipermanente grondwaterpoelen en velden. Morfometrische analyses werden uitgevoerd op deze in het veld verzamelde muggen. In de huidige studie, om de basisparameters van de levenscyclus van Culex quinquefasciatus beter te begrijpen, werden kolonies van deze soort uit twee verschillende ecologische gebieden gecontroleerd onder laboratoriumomstandigheden voor analyse van de levenstabel en gevoeligheid voor insecticiden. Individuen van Cx. quinquefasciatus werden geïdentificeerd met behulp van de sleutels van Barraud. Voucher specimens werden gedeponeerd in het National Institute of Virology museum, Pune, India.
2.3. Het kweken van muggen in een laboratoriumomgeving legt een zekere mate van selectiedruk op de biologie van de mug. Muggenkolonies werden gehouden in gestandaardiseerde omgevingscondities die gunstig waren voor het overleven van de mug. Daarom nemen wij aan dat de levenscyclusparameters afgeleid van gegevens verzameld bij de gekoloniseerde wilde stammen maximale schattingen zijn van hun levenscyclusparameters en waarschijnlijk de ware verschillen tussen geografisch geïsoleerde stammen weerspiegelen. Vergelijkbare veronderstellingen werden eerder gemaakt door Reisen et al. en Suman et al. om de levensduur van geografisch verschillende stammen van Culex muggen te vergelijken.
Kolonies van elke populatie werden gehouden in het National Institute of Virology Pune in standaard laboratorium condities bij 28 ± 1°C, 70 ± 5% relatieve vochtigheid (RH) en licht : donker (LD) 12 : 12 h. Deze kolonies werden tot zeven generaties (ongeveer 4 maanden) in stand gehouden. De volwassen dieren kregen dagelijks 10% glucoseoplossing, gedrenkt in wattenpads, als voedingsbron. Twee keer per week werd een hoender als bloedbron gegeven. De hoenders werden gehouden in overeenstemming met de goedgekeurde richtlijnen van het Comité voor de controle en het toezicht op dierproeven (CPCSEA) India. Eiervlotjes werden verzameld van de individuele muggen in plastic bekertjes (60 ml) met water en bekleed met filterpapier, in de kooi. De eitjes werden met behulp van een injectienaald overgebracht in plastic schaaltjes (10 cm hoog en 25 cm diameter) waar ze 24 tot 72 uur werden gehouden om uit te komen. Vierentwintig uur na het uitkomen van de eieren werden de larven gehouden bij een dichtheid van 100 larven per bakje (45 × 30 × 10 cm) met 2 liter gedechloreerd water. De larven werden gevoederd met een mengsel van gistextract en hondenkoekpoeder, dat op het wateroppervlak werd gestrooid. Om de dag werd het water van de kweekbak zorgvuldig ververst tot de verpopping. De poppen werden dagelijks van de larven gescheiden en in plastic kommen (10 cm hoog en 30 cm diameter) geplaatst, half gevuld met water. Deze plastic kommen met poppen werden in kooien voor volwassen dieren geplaatst om uit te komen. De adulten kregen na het uitkomen dagelijks 10% glucoseoplossing aangeboden, gedrenkt in wattenpads. De vruchtbaarheid werd geschat op basis van het gemiddelde aantal eieren dat per vrouwtje werd gelegd. De uitkomsnelheid werd geschat op basis van het aantal uitgekomen eieren per vrouwtje. De duur van de preadulte ontwikkelingsperioden werd bepaald door elke pan dagelijks te observeren, en alle larvale huidjes werden verwijderd, op instar gescoord, en geteld. Er waren twee herhalingen voor elk hierboven beschreven experiment en de hele studie werd driemaal herhaald, wat resulteerde in de monitoring van ongeveer 600 larven van het eerste instar-stadium tot de volwassenheid.
2.4. Overlevingsanalyse
Honderd pas uitgekomen larven werden in bassins geplaatst. Alle bassins werden afgeschermd met wit, insectenwerend, nylon gaas om kolonisatie door andere muggen en predatoren te voorkomen. Elke dag werden het aantal levende larven en hun ontwikkelingsstadium geteld en genoteerd. Volwassen muggen die uitkwamen werden dagelijks geteld, en de geslachten werden genoteerd. Standaard levenstabelanalyses werden uitgevoerd op de gegevens (Tabel 1). Berekening van het stadiumspecifieke overlevingspercentage was volgens de formule: waarbij het aantal individuen dat het stadium ingaat en het aantal individuen dat het vorige stadium ingaat
2.5. Morfologische analyse
Veld verzamelde larven werden gebruikt voor morfometrische analyse. Acht morfologische kenmerken en drie verhoudingen werden gescoord voor de morfologische analyse van larven in vierde fase (Tabel 3). De hevelindex, de anale kieuwindex en de hevelzadelratio worden in de traditionele taxonomie gebruikt om onderscheid te maken tussen soorten en ondersoorten. Fakoorziba en Vijayan en Kanojia et al. hebben deze verhoudingen echter ook gebruikt om verschillende populaties van elkaar te onderscheiden. De kenmerken van de vierde-inster larven werden gemeten met micrometrische oculairen met de kleinste telling 0.01 mm.
2.6. Volwassen muggen Bioassays
Insecticide gevoeligheidstesten werden uitgevoerd met behulp van het standaard WHO protocol, insecticide gevoeligheidstestkits, en geïmpregneerd papier. Twee tot drie dagen oude, niet met bloed gevoede, volwassen vrouwelijke Cx. quinquefasciatus werden getest. Drie partijen van elk 20 muggen werden blootgesteld aan testpapier geïmpregneerd met DDT (4%), Deltamethrin (0.05%), en Malathion (5%). De controles bestonden uit groepen muggen van elke locatie die werden blootgesteld aan onbehandeld papier. Larve-bioassays
Partijen van vierde instars werden blootgesteld aan een oplossing van insecticiden (DDT, Deltamethrin en Malathion) verdund in gedestilleerd water. Er werden twintig larven per concentratie en vijf concentraties per test, met sterftecijfers van 0 tot 100%, getest. De temperatuur werd gedurende de hele test op 28°C gehouden en de larvensterfte werd na 1 uur blootstelling geregistreerd en vervolgens gecorrigeerd voor de controlesterfte. Drie herhalingen met insectenlarven van verschillende kweekpartijen werden op verschillende tijdstippen uitgevoerd, en de resultaten werden samengevoegd. De gegevens werden onderworpen aan een log-probit analyse om de LC50- en LC95-waarden te bepalen, evenals hun 95%-betrouwbaarheidsintervallen (CI).
2.8. Analyse van de gegevens
De overleving werd geëvalueerd door elke dag het aantal dode muggen/larven te noteren, om de specifieke levensduur van de muggenstadia te schatten. Larven die in het popstadium terechtkwamen werden beschouwd als gecensureerde gegevens. De overlevingskromme voor elke muggenpopulatie werd beschreven met behulp van een sterftetabelanalyse. Deze overlevingskrommen werden vervolgens vergeleken met behulp van de logrank test. Paarsgewijze vergelijking van elk teken werd uitgevoerd met behulp van -test, met de Bonferroni aanpassing aan de waarschijnlijkheden (aangezien 11 vergelijkingen werden gemaakt, gebruikten we daarom als onze cutoff waarde). De gegevens werden geanalyseerd met behulp van multivariate statistieken. Multivariate analyse biedt het voordeel dat alle variabelen in één analyse in aanmerking worden genomen, waardoor het mogelijk wordt de variatie in de morfologische kenmerken van larven van verschillende verzamelingsplaatsen te beoordelen. Principale componenten analyse (PCA) werd uitgevoerd om uit de oorspronkelijke variabelen ongecorreleerde hoofdcomponenten te creëren. Factorscores schatten de werkelijke waarden van individuele waarnemingen voor de factoren, terwijl correlatie tussen variabelen en factoren factorlading wordt genoemd. Uit de covariantiematrix werden principale componenten geëxtraheerd. Gemiddelde waarden (centra) en 95% asymptotische betrouwbaarheidsgrenzen van de scores van individuele larven op de eerste twee hoofdcomponenten werden berekend voor elk monster. De eerste twee hoofdfactoren, die de maximale variatie in de gegevens verklaarden, werden geanalyseerd om de variatie in de morfologie van verschillende individuen te begrijpen.
2.9. Analyse van bioassay-gegevens
Bioassay-gegevens werden gepoold en geanalyseerd (LC50- en 95% LC-waarden) met behulp van SPSS ver. 16 programma (SPSS Inc., Chicago, IL).
2.9.1. Abbott’s Formula
Bioassay-gegevens werden niet in aanmerking genomen als de controlesterfte >20% bedroeg. De feitelijke sterfte werd berekend ten opzichte van de controlesterfte met behulp van de formule van Abbott . Gecorrigeerde mortaliteit = (% overleving in controle-experiment – % overleving in behandeld experiment)/(% overleving in controle-experiment) × 100.
2.9.2. Log-probit regressielijnen
Log-probit regressielijnen werden verkregen door het percentage sterfte ( as-kans) uit te zetten tegen de concentratie ( as-log). LC50 (dosering die 50% van de populatie doodt) en LC95 (dosering die 95% van de populatie doodt) waarden werden verkregen. De geschiktheid van de regressielijnen werd statistisch getest met behulp van de waarden .
3. Resultaten
3.1. De gemiddelde duur en overlevingspercentages van de verschillende levensstadia van Cx. quinquefasciatus van Gorakhpur en Pune zijn weergegeven in tabel 1. Het percentage eieren dat uitkwam was lager in Gorakhpur (86,5 ± 7.).3) in vergelijking met Pune (91,5 ± 3,8). Het overlevingspercentage van larven tot volwassenen van Cx. quinquefasciatus in Pune (58,063,61) was significant hoger dan in Gorakhpur (28% ± 0,76) (-test ). Pune populatie van Cx. quinquefasciatus had een iets langere larvale ontwikkelingstijd (14,57 dagen) in vergelijking met die van Gorakhpur Cx. quinquefasciatus populatie (13,33 dagen). Het overlevingspercentage van larven van de Pune-populatie (68%) was hoger dan dat van de Gorakhpur-populatie (42%) van Cx. quinquefasciatus (-test ). De overlevingspercentages van de jongen van beide populaties waren niet significant verschillend (-test ). Er werd geen significant verschil waargenomen in de mannetjes-vrouwtjes-ontluikingsratio (-test ). De overlevingskans van Cx. quinquefasciatus-volwassenen in Pune was groter dan die in Gorakhpur (logrank-test; bij 1 vrijheidsgraad, ) (figuur 2).
(a)
(b)
(a)
(b)
Figuur 2
Overlevingskrommen van Cx. quinquefasciatus van Gorakhpur en Pune. (a) Overlevingscurve van adulten van de populatie in Gorakhpur. (b) Overlevingscurve van adulten van de Pune populatie. Het overlevingspercentage voor elke muggenpopulatie werd beschreven met behulp van de levensdetabelanalyse en werd vergeleken met behulp van de logranktest.
(a)
(b)
(a)
(b)
Overlevingskrommen van Cx. quinquefasciatus van Gorakhpur en Pune. (a) Overlevingscurve van adulten van de populatie in Gorakhpur. (b) Overlevingscurve van adulten van de Pune populatie. Het overlevingspercentage voor elke muggenpopulatie werd beschreven met behulp van de levensdetabelanalyse en werd vergeleken met behulp van de logranktest.
3.2. Vergelijking van de eiproductie van de Gorakhpur-populatie en de Pune-populatie van Cx. quinquefasciatus wordt gerapporteerd in tabel 2. De populatie in Gorakhpur produceerde grotere eierlijsten (151-186 eieren) in vergelijking met de populatie in Pune (121-160 eieren). Het aantal eieren per legsel was hoger bij de Gorakhpur-populatie (169 ± 14,5) in vergelijking met de Pune-populatie (139,75 ± 15,96) (tabel 2). Het aantal eieren per vrouwtje was hoger in de populatie van Gorakhpur (676 ± 32) (Tabel 2). Het aantal eieren/vrouwtjes/dag varieerde van 32,19 (1,68) in de populatie van Gorakhpur en 26,59 (2,45) in de populatie van Pune (Tabel 2). De paarsgewijze vergelijking van morfologische kenmerken met behulp van een ongepaarde test toonde aan dat kenmerken zoals de lengte van de anale kieuwen, de lengte van de sifon, de dentikels op de apicale pectentanden, de zadelratio van de sifon en de anale kieuwindex significant verschilden in beide onderzochte populaties (Tabel 3). PCA van de morfologische analyse extraheerde vier factoren met eigenwaarden groter dan één. Cumulatief verklaren deze factoren 79,61% van de totale variabiliteit in de gegevens. De eerste factor (F1) verklaarde 31,97% van de totale variabiliteit, de tweede factor (F2) verklaarde 19,73% van de totale variabiliteit en samen verklaarden de eerste twee factoren 51,70% van de totale variabiliteit. Kenmerken met een hoge factorlading voor F1 waren lengte van de hevel, breedte van de anale kieuw, hevelindex en hevel/zadel-verhouding, terwijl kenmerken met een hoge factorlading voor F2 lengte van de anale kieuw, lengte van het zadel en anale kieuwindex waren. PCA kon twee significante clusters onderscheiden voor Cx. quinquefasciatus van Pune, Cx. quinquefasciatus van Gorakhpur (Figuur 3). Onze nulhypothese dat er geen significant verschil is in morfometrie van Cx. quinquefasciatus populaties werd verworpen.
3.4. Gevoeligheid voor insecticiden
Gebaseerd op WHO-criteria vertoonde Cx. quinquefasciatus uit Gorakhpur en Pune volledige gevoeligheid voor deltamethrin (100% sterfte), potentiële resistentie tegen malathion (~80% sterfte), en volledige resistentie tegen DDT (minder dan 80% sterfte). Er werd geen significant verschil geconstateerd in de toxiciteit van diagnostische concentraties van DDT, deltamethrine en malathion tussen de Gorakhpur- en Pune-populaties van Cx. quinquefasciatus (-test ). Het larvicidale vermogen van DDT, deltramethrine en malathion tegen Cx. quinquefasciatus is weergegeven in tabel 4. De populatie in Gorakhpur vertoonde een hogere LC50-waarde voor DDT en malathion dan de populatie in Pune. Er werd geen significant verschil waargenomen voor LC50-waarden van deltamethrin voor beide populaties.
4. Discussie
De effecten van geografische en milieugebeurtenissen op de levenstabelkenmerken en de morfologische structuur van lokale populaties van Cx. quinquefasciatus werden geanalyseerd in deze studie. Onze nulhypothese dat er geen significant verschil is tussen de levenscyclusparameters, morfologie en profielen van de Gorakhpur en Pune populaties werd verworpen. Gorakhpur en Pune populaties van Cx. quinquefasciatus zijn significant verschillend met betrekking tot levenscyclus attributen en morfologische kenmerken.
Gorakhpur en Pune liggen ~1500 km van elkaar verwijderd, Gorakhpur gebied heeft het hogere bereik van jaarlijkse temperaturen, lagere relatieve vochtigheid voor het grootste deel van het jaar, en een hogere jaarlijkse regenval in vergelijking met Pune. We kunnen dus verwachten dat de milieuomstandigheden in Pune gunstig zijn voor de overleving en de voortplanting van de muggen. De populatie uit Gorakhpur die blootgesteld was aan ruwe omstandigheden om te overleven in de natuur dan de Pune stam had een kortere levensverwachting (20-23 dagen in Gorakhpur vs 24-27 dagen in Pune), legde eieren op de meeste dagen (18-20 dagen in Gorakhpur vs 20-22 dagen in Pune), en bouwde grotere eiervlotten (169 ± 14.5 eieren/lot in Gorakhpur vs 139.75 ± 15.96 eieren/lot in Pune), wat aangeeft dat de Gorakhpur stam de meeste energie investeerde in snelle voortplanting. De hogere overleving van volwassen Cx. quinquefasciatus in Pune in vergelijking met Gorakhpur wordt waarschijnlijk veroorzaakt door de gunstige habitat- en milieuomstandigheden in Pune.
Het percentage eieren dat uitkwam was niet significant verschillend in de populatie van Gorakhpur (86,5 ± 7,3) in vergelijking met die van Pune (91,5 ± 3,8) (-test ). Het percentage eieren dat uitkomt is gerapporteerd als 82,1% in Culex pipiens fatigans (synoniem met Cx. quinquefasciatus; Gomez et al. ), 79,6% in Cx. quinquefasciatus (Suleman en Reisen ), en 80,5%-95,6% in Cx. quinquefasciatus (Suman et al. ; vijf populaties uit India) die dicht bij de waarden liggen die in de huidige studie zijn gerapporteerd (Tabel 1). De gemiddelde ontwikkelingstijd van ei tot volwassen dier bleek weinig te variëren, met een bereik van ≤ 1 dag (15,4 dagen in Gorakhpur en 16,5 dagen in Pune). Deze waarden waren hoger dan de ontwikkelingsduur die werd gerapporteerd voor Cx. quinquefasciatus verzameld in Bikaner, Jamnagar en Bhatinda, gebieden in India. Het is gedocumenteerd dat variaties in de ontwikkelingssnelheid van onvolwassen muggen afhangen van de omstandigheden van de habitat. De resultaten verkregen in deze studie suggereren ook dat habitat en milieuomstandigheden een belangrijke rol spelen in de biologische eigenschappen van muggen.
Levensduur is een belangrijk attribuut van vectorcapaciteit omdat het een belangrijke rol speelt bij de overdracht van ziekteverwekkers. Studies over de transmissie van lymfatische filariasis geven aan dat microfilariae 16-17 dagen nodig hebben in de muggenvector om het infectieuze stadium te bereiken. Deze periode wordt korter naarmate de temperatuur en luchtvochtigheid hoger zijn, maar neemt toe tot 42 dagen bij lagere temperaturen. Aangezien uit de levenscyclusanalyse blijkt dat de bevolking van Gorakhpur meer energie in de voortplanting steekt, is het waarschijnlijk dat zij vaker een bloedmaaltijd neemt. Het herhaaldelijk bijten kan leiden tot een snelle verspreiding van ziekten. De hogere omgevingstemperaturen en de veelvuldige bijtincidenten van Cx. quinquefasciatus in Gorakhpur zouden verantwoordelijk kunnen zijn voor de veelvuldige gevallen van lymfatische filariasis in dit gebied.
Multivariate analyse van morfologische kenmerken toonde aan dat twee populaties van Cx. quinquefasciatus significant verschillen in morfologische kenmerken (tabel 2; figuur 3(a)). Principale componentenanalyse van de gegevens suggereerde dat sifon, zadel, anale kieuwen en pectentanden de belangrijkste onderscheidende kenmerken waren (figuur 3(b)). De anale kieuwen zijn langer bij de Gorakhpur-populatie in vergelijking met de Pune-populatie (tabel 3). Naarmate de zoutconcentratie van het water toeneemt, neemt de lengte van de anaalkieuwen af. De zoutconcentratie van het water in Pune kan een waarschijnlijke reden zijn voor de verminderde lengte van de anaalkieuwen. De oorzaken van morfologische verschillen tussen populaties zijn vaak heel moeilijk te verklaren. Het fenotype staat onder de dubbele controle van milieuomstandigheden en genotype, maar morfologische veranderingen kunnen snel optreden wanneer verschillende milieuomstandigheden optreden. Wij stellen de hypothese dat de overgang van zadel- en anale kieuwlengte in Cx. quinquefasciatus populaties een gevolg is van selectie op milieuomstandigheden.
De geschiedenis van insecticideresistentie bij Culex-soorten suggereert dat leden van het Culex-geslacht een beruchte reputatie hebben voor het ontwikkelen van resistentie tegen insecticiden, waaronder organofosfaten, carbamaten, en pyrethroïden . In India werden de eerste bewijzen van de ontwikkeling van DDT-resistentie bij Cx. quinquefasciatus waargenomen in 1952 in een dorp in de buurt van Delhi. Later werd in verschillende gebieden zoals Nagpur, Pune, Patna, en Rajahmundry resistentie gemeld bij Culex muggen tegen verschillende insecticiden zoals BHC, fenitrothion, DDT, malathion, en temephos . Onderzoek door Mukhopadhyay et al. toonde geen sterfte aan bij Cx. quinquefasciatus volwassenen tegen de 4% DDT en 5% malathion. Ongeveer 8% en 14% sterfte werd gevonden bij Cx. quinquefasciatus larven in 0.125 en 3.125 mg/l concentratie van respectievelijk DDT en malathion. Deze studie concludeert dat de larven van beide populaties van Cx. quinquefasciatus zeer gevoelig zijn voor deltamethrin. De Cx. quinquefasciatus-populaties in deze gebieden vertoonden echter resistentie tegen DDT en malathion. Daarom kan als basisstudie worden geconcludeerd dat in de toekomst voorzichtig gebruik van vectorbestrijdingsstrategieën moet worden toegepast om de overlast van Cx. quinquefasciatus in Gorakhpur en Pune te verminderen.
Samenvattend geeft deze studie basisinformatie over overleving, morfologische variatie, en insecticide gevoeligheid van Culex quinquefasciatus populaties. De klimaatomstandigheden in Pune lijken gunstiger voor de ontwikkeling en overleving van Culex quinquefasciatus. De resultaten van de gevoeligheid voor insecticiden toonden aan dat in de toekomst verschillende bestrijdingsmaatregelen nodig zullen zijn om de Cx. quinquefasciatus-populaties te verminderen. Deze kennis, gekoppeld aan een beter begrip van de ecologie van Cx. quinquefasciatus, zal een lokaal specifieke, efficiënte inzet van middelen voor de volksgezondheid mogelijk maken om de last van Cx. quinquefasciatus te verminderen.
Conflict of Interests
De auteurs hebben verklaard dat er geen concurrerende belangen bestaan.
Funding
De studie werd ondersteund door de Indian Council of Medical Research, Government of India. De financierende instantie had geen rol in het ontwerp van de studie, het verzamelen en analyseren van gegevens, de beslissing om te publiceren, of de voorbereiding van de paper.
Acknowledgments
De auteurs danken Dr. A. C. Mishra, directeur, National Institute of Virology, Pune, voor de faciliteiten en aanmoediging. Zij waarderen de technische bijstand door het veldpersoneel van het NIV. Zij zijn dank verschuldigd aan Dr. Neelesh Dahanukar, IISER, Pune, voor de waardevolle suggesties en hulp bij de statistische analyse.