Diversidade morfológica de Aedes aegypti: transecto entre o porto de Santos e Noroeste do estado de São Paulo


Publication type
Academic monograph
Language
Portuguese
Access rights
Open access
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.
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https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/4167
Issue Date
2022


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