Geometria alar como estimador de variabilidade morfogenética de Aedes albopictus (Culicidae) do Estado de São Paulo


Publication type
Academic monograph
Language
Portuguese
Access rights
Acesso restrito
Abstract
Aedes albopictus is an important vector of etiological agents of diseases such as dengue, yellow fever and chikungunya responsible for epidemics and outbreaks. The high capacity of colonization and adaptation to different environments of this species makes it relevant for epidemiological studies. The high population genetic variability is a characteristic in mosquito vectors, since it results in rapid microevolution, adaptability to the human environment, resistance to insecticides and in other phenomena that greatly complicate the control of these vectors. As genetic variability has to be investigated by molecular approaches, which are expensive and time-consuming, we recently proposed an alternative way of estimating this variability: the "MD" (morphological diversity) index. This index uses geometry to quantitatively describe the degree of morphological diversity of population samples. The MD when calculated from morphological structures whose phenotype is inheritable, may retain partial correlation with genetic variability. Faced with this presumed correlation, it is reasonable to use MD as a practical preliminary substitute for traditional indexes of genetic variability (allelic richness, genotypic diversity, etc.). In this work we propose to compare the morphological diversity of five Aedes albopictus populations from four municipalities in the State of São Paulo (Campinas, Cotia, Santos and São Paulo). We hypothesized that populations would have different morphological variabilities due to different microevolutionary histories. In another hypothesis, the largest MD would be found in the sample of Santos, location of probable entry of exotic Ae. albopictus from their native Asian locations. The MD was obtained from morphometric data of the individuals wings, a heritable structure and a polygenic inheritance. The wings were submitted to standard methods of geometric morphometrics, including Procrustes overlapping and analysis of 18-point reference shapes. The main components of the shape variables of all the individuals sampled were plotted in two-dimensional graphs called "morpho-space", in which we can observe the degree of relative dispersion among the individuals, allowing the calculation of the centroid size of the set of individuals. In theory, the larger the centroid, the more scattered the points are and the more morphologically diverse the population is. The MD revealed that the population of Cotia was the most diverse, contradicting hypothesis II. However, it was a confirmed hypothesis, since the MD index pointed out differences in magnitudes of morphological differentiation between populations, validating a geometric morphometrics as a method capable of distinguishing geographic ones.
Abstract in Portuguese
Aedes albopictus é um importante vetor de agentes etiológicos de doenças como dengue, febre amarela e chikungunya responsáveis por epidemias e surtos. A alta capacidade de colonização e adaptação a diferentes ambientes desta espécie a torna relevante para estudos epidemiológicos. A alta variabilidade genética populacional é uma característica em mosquitos vetores, pois resulta em rápida microevolução, adaptabilidade ao ambiente humano, resistência a inseticidas e em outros fenômenos que dificultam sobremaneira o controle desses vetores. Como a variabilidade genética tem de ser investigada por abordagens moleculares, as quais são caras e demoradas, propusemos recentemente uma forma alternativa de estimar essa variabilidade: o índice “MD” (morphological diversity). Este índice utiliza geometria para descrever quantitativamente o grau de diversidade morfológica de amostras populacionais. O MD quando calculado a partir de estruturas morfológicas cujo fenótipo é herdável, pode guardar parcial correlação com a variabilidade genética. Diante dessa presumível correlação, é razoável utilizar o MD como um prático substituto preliminar dos índices tradicionais de variabilidade genética (riqueza alélica, diversidade genotípica, etc.). Neste trabalho nos propusemos a comparar quanto à diversidade morfológica, cinco populações de Aedes albopictus provenientes de quatro municípios do Estado de São Paulo (Campinas, Cotia, Santos e São Paulo). Hipotetizamos que (I) as populações teriam variabilidades morfológicas diferentes devido às distintas histórias microevolutivas. Em outra hipótese (II), o maior MD seria encontrado na amostra de Santos, localidade de provável entrada de indivíduos Ae. albopictus exóticos provenientes de seus locais nativos da Ásia. O MD foi obtido a partir de dados morfométricos das asas dos indivíduos, estrutura de forma herdável e de herança poligênica. As asas foram submetidas a métodos-padrão de morfometria geométrica, incluindo-se a sobreposição de Procrustes e a análise de formas de 18 pontos de referência. Os componentes principais das variáveis de forma de todos os indivíduos amostrados foram plotados em gráficos bidimensionais denominados "morfoespaço", nos quais podemos observar o grau de dispersão relativa entre os indivíduos, permitindo o cálculo do tamanho do centroide do conjunto de indivíduos. Em teoria, quanto maior o centroide, mais dispersos são os pontos e mais diversificada é a população morfologicamente. O MD revelou que a população de Cotia foi a mais diversa, contrariando a hipótese II. Entretanto, a hipótese I foi confirmada, já que o índice MD apontou para distintas magnitudes de diferenciação morfológica entre as populações, validando a morfometria geométrica como método capaz de distinguir populações geográficas.
Reference
Ferreira, L. A.: Geometria alar como estimador da variabilidade morfogenética de Aedes albopictus (Culicidae) do Estado de São Paulo. 2019. 30p. Trabalho de Conclusão de Curso. São Paulo: Instituto Butantan/CEFOR; 2019.
Link to cite this reference
https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/3843
Issue Date
2019


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