Diversidade morfológica de Aedes aegypti: transecto entre o porto de Santos e Noroeste do estado de São Paulo
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Publication type
Academic monograph
Language
Portuguese
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Abstract
Port cities become important gateways for several vectors of exotic pathogens, such
as mosquitoes (Culicidae). One of the most epidemiologically relevant species is
Aedes aegypti, whose eggs are resistant to desiccation and can survive international
travel by boat. Passive dispersal occurs to other parts of the world by sea, alters
demography, promotes gene flow, enriches genetic variability and drives its
microevolution. Genetic variability can increase adaptability, resistance and
epidemiological importance / relevance of Ae. aegypti, which greatly impairs vector
control methods. Studies of microevolutionary patterns based on genetic and
morphological markers showed that areas surrounding the port of Santos harbor
populations of Ae. aegypti with high genetic variability, possibly due to the constant
introduction of exotic specimens via port. The epidemiological scenario of
arboviruses has been quite turbulent. We are concerned about the potential for
dissemination of these genetic variants of the mosquito to other parts of the country.
More specifically, we seek to assess to what extent the genotypes present in Santos
spread to other areas of the state that are linked to that port city by highways. In the
context of stepping-stone models of geographic isolation, we hypothesized that there
would be a decreasing gradient of genetic variability as we moved away from Santos.
We sampled female mosquitoes from 7 municipalities: Santos, São Paulo,
Guarulhos, Campinas, São Carlos, Catanduva and São José do Rio Preto, arranged
linearly along the Southeast-Northwest road transect, outlined by the main highways
such as Imigrantes (SP-160), Anhanguera (SP-330) and Washington Luís (SP-310).
Based on the wing geometry, we tested whether the samples Morphological
Diversity, an indirect estimator of genetic variability, would be higher in Santos and
gradually lower along the transect towards the northwest of the state. The graphs
summarize the degree of intrapopulation similarity, referring to wing shape. The
locations showed different magnitudes of dispersion of individuals. The
interpopulation differences regarding the dispersion of individuals of each population
in morpho-space, not discrepant in several cases, SP and GRU are very similar. It is
also noted that SAN, CAT and SJRP are also similar to each other, which invalidates
the initial hypothesis. These results are in contrast to the results of Vidal (2015), who
had detected a decreasing gradient of mitochondrial genetic variability in the same
transect. This discrepancy may mean that the Morphological Diversity Index is not
sensitive enough to detect variations in genetic variability of this magnitude. There
may also be other biological mechanisms involved or sampling insufficiency. The
hypothesis of Morphological Diversity gradient correlated with the distance from the
Port of Santos was not confirmed. Proximity to the port of Santos is not a major factor
in determining the magnitude of morphological, and presumably, genetic diversity.
Perhaps the “Morphological Diversity” estimator is not sensitive enough to detect
microevolutionary patterns at this scale. These divergent results do not invalidate that
the indicator can be used in situations other than this one. New studies may resolve
these doubts. Finally, the development of critical thinking, promote new studies, innovative approaches and mitigation measures minimizing the possible impacts
including vector dispersion.
Abstract in Portuguese
As cidades portuárias tornam-se importantes portas de entrada para diversos
vetores de patógenos exóticos, como os mosquitos (Culicidae). Uma das espécies
com maior relevância epidemiológica é o Aedes aegypti, cujos ovos são resistentes
à dessecação, podendo sobreviver a viagens internacionais em embarcações. A
dispersão passiva ocorre para outras partes do mundo por via marítima, altera a
demografia, promove fluxo gênico, enriquece a variabilidade genética e impulsiona
sua microevolução. O aumento da variabilidade genética pode favorecer a
adaptabilidade, resistência e relevância epidemiológica de Ae. aegypti, o que
prejudica sobremaneira os métodos de controle vetorial. Estudos de padrões
microevolutivos baseados em marcadores genéticos e morfológicos, demonstraram
que áreas circunvizinhas ao porto de Santos abrigam populações de Ae. aegypti
com alta variabilidade genética, possivelmente devido à constante introdução de
espécimes exóticas por via portuária. O cenário epidemiológico de arboviroses tem
sido bastante turbulento. Preocupa-nos o potencial de disseminação dessas
variantes genéticas do mosquito para outras partes do País. Mais especificamente,
buscamos avaliar com que intensidade dos genótipos presentes em Santos
espalham-se para outras áreas do estado que estejam ligadas àquela cidade
portuária por estradas de rodagem. No contexto dos modelos de isolamento
geográfico “stepping-stone” hipotetizamos que haveria um gradiente decrescente de
variabilidade genética à medida que nos afastássemos de Santos. Amostramos
mosquitos fêmeas de 7 municípios: Santos, São Paulo, Guarulhos, Campinas, São
Carlos, Catanduva e São José do Rio Preto, dispostos linearmente ao longo do
transecto rodoviário Sudeste-Noroeste, delineado pelas principais Rodovias como a
Imigrantes (SP-160), Anhanguera (SP-330) e Washington Luís (SP-310). Com base
na geometria alar, testamos se a Diversidade Morfológica dessas amostras, um
estimador indireto de variabilidade genética, seria maior em Santos e
gradativamente menor ao longo do transecto em direção ao noroeste do Estado. Os
gráficos sintetizam o grau de similaridade intrapopulacional, referente à forma alar.
As localidades demonstraram distintas magnitudes de dispersão dos indivíduos. As
diferenças interpopulacionais quanto à dispersão dos indivíduos de cada população
no morfo-espaço, não discrepante em diversos casos, SP e GRU são muito
similares. Nota-se também que SAN, CAT e SJRP são também semelhantes entre
si, algo que invalida a hipótese inicial. Estes resultados estão em contraste com os
resultados de Vidal (2015), que havia detectado uma gradiente decrescente de
variabilidade genética mitocondrial no mesmo transecto. Esta discrepância pode
significar que o índice Diversidade Morfológica não tem sensibilidade suficiente para
detectar variações da variabilidade genética nesta magnitude, pode haver também
outros mecanismos biológicos envolvidos ou insuficiência amostral. A hipótese de
gradiente de Diversidade Morfológica correlato ao distanciamento do Porto de
Santos não se confirmou. A proximidade ao porto de Santos não é fator preponderante para determinar a magnitude da diversidade morfológica, e presumivelmente, genética. Talvez o estimador de “Diversidade Morfológica” não tenha a sensibilidade para detecção de padrões microevolutivos nesta escala. Estes resultados divergentes não invalidam que o indicador possa ser usado em situações distintas desta. Novos estudos poderão dirimir estas dúvidas. Por fim, o
desenvolvimento de pensamento crítico, promovem novos estudos, abordagens inovadoras e medidas mitigatórias minimizando os possíveis impactos compreendendo a dispersão vetorial.
Link to cite this reference
https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/4167
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Issue Date
2022
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