معلومة

كيف يتجه البعوض في الظلام؟

كيف يتجه البعوض في الظلام؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بعوضة مزعجة (Culicidae) أبقتني مستيقظًا طوال الليل تقريبًا تقودني إلى هذا السؤال.

لقد سمعت أن البعوض يمكن أن يشم رائحة ثاني أكسيد الكربون التي يمكن أن تساعدهم على التوجه في الظلام ، ولكن كيف يتجنبون العقبات ويعرفون أين يهبطون؟ كنت أتصفح مقالة ويكيبيديا لكن لم أجد تفسيرا لذلك ، هل يمكن لأحد أن يشرح لي هذا؟

أتساءل أيضًا عن الغرض من صوتهم العالي المزعج (يصدر صوت أفايك فقط من الإناث) ، والذي أعتقد أنه عيب تطوري ، لكن هذا سيكون سؤالًا آخر ...


ما هو الغرض من صوتهم العالي المزعج؟

يصدر كل من الذكور والإناث صوتًا عند الطيران ولكن ليس بنفس التردد. أعتقد أن الصوت الذكوري هو في الأساس قطعة أثرية للطيران ولا أعرف حقًا ما إذا كان له أي فائدة. أود أن أشير إلى أنه قبل التزاوج ، يميل كلا الجنسين إلى مزامنة صوتهما (Gibson and Russel 2006). من ناحية أخرى ، ينجذب الذكور بشدة نحو صوت الإناث.

في الطبيعة ، يصنع البعوض أسرابًا. وظيفة الذكر في السرب هي العثور على أنثى والتودد والتزاوج. هذا يعني أن الذكور يحتاجون إلى إشارة لاكتشافهم من بعيد وهذه الإشارة هي صوتهم. طور الذكور هوائيات كبيرة ورقيقة (التي يسمعون بها) بينما الإناث ليس لديهم سوى هوائيات صغيرة تشارلوود وجونز 2008.

كيف يتجنبون العقبات؟

لديهم عيون! إنه ليس ظلامًا تامًا أبدًا وهم يتنقلون ويرون الأشياء وأحيانًا يصطدمون بشيء ويستمرون في الطيران حتى يصلوا إلى هدفهم.

لا يمكنني أن أعرض عليك اقتباسًا من ذلك ، لكن بما أنني عملت مع البعوض في الماضي ، أعتقد أنه وصف جيد.


بيولوجيا البعوض

تمر البعوضة بأربع مراحل منفصلة ومتميزة من دورة حياتها: البيض ، واليرقة ، والعذارى ، والبالغ. خلال كل مرحلة من مراحل دورة حياتها ، تبدو البعوضة مختلفة بشكل واضح عن أي مرحلة أخرى من مراحل حياتها. يُعرف هذا باسم التحول الكامل ويمكن التعرف بسهولة على كل مرحلة من خلال مظهرها الفريد.

بيضة:
تودع إناث البعوض البيض بطرق مختلفة. إنهم يفضلون المياه المحمية من الريح بالأعشاب والأعشاب. تختار الإناث الموقع بعناية وفقًا لدرجة الحرارة والملوحة ومستوى الأكسجين. ستضع بعض الأنواع بيضًا يطفو على سطح الماء من الماء الراكد. بيض أنوفيليس يتم وضعها منفردة على سطح الماء ويمكن التعرف عليها بسهولة من خلال شكلها الشبيه بالزورق وزوج العوامات على كلا الجانبين. بيض كوليكس, كوليسيتا, كوكيلتيديا و مانسونيا يوضع البعوض جنبًا إلى جنب ويلتصق ببعضهما البعض لتشكيل أطواف تطفو على السطح. تبدو مجموعة من البيض مثل بقعة من السخام تطفو على الماء ويبلغ طولها حوالي 1/4 بوصة وعرضها 1/8 بوصة. يمكن أن تحتوي كل طوف من 100 إلى 400 بيضة. قد يكون الماء في علب من الصفيح أو البراميل أو أحواض الخيول أو أحواض الزينة أو أحواض السباحة أو البرك أو الجداول أو الخنادق أو أحواض الصيد أو مناطق المستنقعات. يطفو هذا البيض على سطح الماء حتى يفقس. أنوفيليس, كوليكس, كوليسيتا, كوكيلتيديا و مانسونيا البيض عرضة للجفاف لفترات طويلة.

Ochlerotatus و الزاعجةمثل العديد من الأجناس الأخرى ، لا تصنع أطواف البيض ، بل تضع بيضها منفردة ، عادة في التربة الرطبة. سيتم غمر البيض في نهاية المطاف (ارتفاع المد في المياه المالحة ، والمراعي المروية ، وحفر الأشجار التي غمرتها الأمطار ، وقيعان التيارات المغمورة) والسماح لها بالفقس. تحتوي بعض الأنواع على بيض يمكن أن يظل نائمًا (غير مغمور في الماء) لسنوات عديدة حتى يتم تغطيته بالماء أخيرًا ثم يفقس. قد يتحمل بيض أنواع مختلفة من البعوض فصول الشتاء تحت الصفر قبل الفقس.

يكتمل نمو الجنين في البويضة في غضون يوم إلى يومين حسب درجة الحرارة. في تلك البويضات التي توضع في الماء ، يظهر الجنين في انسجام تام تقريبًا كمرحلة أولى من اليرقات ويبدأ نمو اليرقات. ومع ذلك ، في تلك الأنواع التي لديها بيض مقاوم للجفاف ، يبقى الجنين في البويضة حتى يتم غمرها بعد ذلك ، عندما تفقس البيضة.

يرقة:
تعيش يرقات البعوض (جمع اليرقات) ، المعروفة باسم & # 8220 wigglers ، & # 8221 في الماء من 4 إلى 14 يومًا (أو أكثر) اعتمادًا على درجة حرارة الماء. لا تتوزع اليرقات بالتساوي في موقع التكاثر ، وتميل إلى التركيز في المناطق التي ستكتسب فيها أكبر مأوى من الحيوانات المفترسة. توفر أطراف حمامات السباحة الضحلة ، خاصة إذا كانت عشبية ، الحماية من الحيوانات المفترسة.

يأتون إلى السطح على فترات متكررة للحصول على الأكسجين من خلال أنبوب تنفس (يسمى سيفون) يكسر التوتر السطحي للماء. معظم الأنواع لديها شفرات تنفس متخصصة في & # 8216tail & # 8217 نهاية أجسامها. أنوفيليس اليرقات لها فتحات تنفس على طول بطنها. ليس لديهم سيفون ويتوازيون مع سطح الماء للحصول على إمدادات الأكسجين من خلال فتحة التنفس. كوكيلتيديا و مانسونيا تلتصق اليرقات بالنباتات المائية للحصول على إمدادها بالهواء (التنفس من خلال سيقان النباتات). ومع ذلك ، فإن معظم اليرقات لها أنابيب شفط للتنفس وتتدلى رأسًا على عقب من سطح الماء.

تتغذى اليرقات على الكائنات الحية الدقيقة والمواد العضوية في المياه التي ترشح الطعام بأجزاء الفم الخاصة بها. يتغذون باستمرار لأن النضج يتطلب كمية هائلة من الطاقة والطعام. يعلقون ورؤوسهم لأسفل والفرشاة من أفواههم ترشح أي شيء صغير بما يكفي ليؤكل نحو أفواههم لتغذية اليرقات النامية. تتغذى على الطحالب والعوالق والفطريات والبكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى. تتغذى يرقات أحد أنواع البعوض على يرقات البعوض الآخر: Toxorhynchites ، أكبر بعوض معروف ، هي مفترسات ليرقات البعوض الأخرى التي تتشارك في موطنها. يرقاتهم أكبر بكثير من يرقات البعوض الأخرى. لقد قاموا بتعديل أجزاء الفم المكسوة بالكيتين بشكل خاص ، مما يسمح لهم بالاستيلاء على يرقات البعوض الأخرى وأكلها.

أثناء عملية النمو ، تسقط اليرقات (تساقط) جلودها أربع مرات ، وتنمو بشكل أكبر بعد كل طرح. كل تساقط يعرف باسم الطور. في العمر الرابع ، يصل طول اليرقة المعتادة إلى ما يقرب من 1/2 بوصة وفي نهاية هذا العمر تتوقف اليرقة عن التغذية. عندما تتساقط يرقة الطور الرابع ، تصبح خادرة.

خادرة:
تعيش الشرانق (جمع خادرة) أو & # 8220 أكواب & # 8221 أيضًا في الماء. الشرانق أخف من الماء وبالتالي تطفو على السطح. مرحلة العذراء هي مرحلة استراحة غير تغذية من التطور ، ولكن الشرانق متحركة ، وتستجيب لتغيرات الضوء. عند الانزعاج ، يغوصون في حركة اهتزازية متدلية نحو الحماية ثم يطفو مرة أخرى على السطح. يسبحون بحركة هبوط سريعة مدفوعة بثني ذيله الواسع ، والذي يحتوي على بطن البالغ النامي.

بدلاً من أنبوب سيفون منفرد للتنفس (مثل معظم اليرقات) ، تحتوي الشرانق على أنبوبين سيفون ، يقعان الآن على الجزء الخلفي من & # 8220head & # 8221 من الخادرة. تُعرف هذه باسم & # 8216 trumpets. & # 8217

الشرانق لا تأكل ولا تمر بعملية طرح الريش. إنهم يتنفسون الهواء فقط ويتغيرون داخل غلافهم. المرحلة هي التي يتم فيها إعادة تنظيم أنسجة اليرقات لتشكيل حشرة بالغة. تشبه هذه العملية التحول الذي شوهد في الفراشات عندما تطورت الفراشة & # 8211 أثناء وجودها في مرحلة الشرنقة & # 8211 من كاتربيلر إلى فراشة بالغة. ينمو البعوض البالغ داخل الخادرة وفي غضون يومين أو نحو ذلك ، عندما يكتمل نموه ، يقسم جلد العذراء ويخرج إلى سطح الماء لإكمال دورة حياته أو التحول. تعيش شرانق البعوض في الماء من 1 إلى 4 أيام ، حسب الأنواع ودرجة الحرارة.

الكبار:
بعد التحرر من جلد العذراء ، يستريح البالغ على سطح الماء لفترة وجيزة للسماح لجسمه وأجنحته بالجفاف والتصلب. يجب أن تنتشر الأجنحة وتجف بشكل صحيح قبل أن تتمكن من الطيران.

الأنواع المختلفة لها خصائص وسلوكيات مختلفة. يؤثر هذا على أشياء مثل الفترة الزمنية النشطة (على سبيل المثال ، قضم النهار أو الليل) ، وإلى أي مدى يطيرون من مصدر الفقس ، وما أنواع الحيوانات التي يفضلون & # 8220 # 8221 عضها (على سبيل المثال ، يفضل البعض الطيور على الثدييات) وعوامل أخرى.

لا تحدث تغذية الدم والتزاوج لبضعة أيام بعد ظهور البالغين. تحتاج إناث البعوض فقط إلى وجبة دم ، وبعض الأنواع انتقائية للغاية وتتغذى فقط على نوع معين من الفقاريات ، والبعض الآخر يتغذى على أي حيوان ذوات الدم الحار تقريبًا ، بينما يتخصص البعض الآخر في السحالي والضفادع. يمكن لعدد من الأنواع إنتاج عدد محدود من البيض دون تناول وجبة دم ، بالاعتماد على احتياطي الغذاء من مرحلة اليرقات لتوفير البروتين اللازم لنمو البيض. لا يلدغ ذكور البعوض ، لكن كل من ذكور وإناث البعوض يعتمدون على رحيق النبات وعصائر النبات لتزويدهم بالكربوهيدرات اللازمة لتوفير الطاقة اللازمة للطيران والأنشطة الأخرى. تشمل المنبهات التي تؤثر على العض (تغذية الدم) مزيجًا من ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة والرطوبة والرائحة واللون والحركة.


كشفت دراسة جديدة عن كيفية استجابة البعوض لدغه ليلًا ونهارًا بشكل مختلف لألوان الضوء ووقت النهار

إيرفين ، كاليفورنيا & # 8211 27 يوليو 2020 & # 8211 في دراسة جديدة ، وجد الباحثون أن أنواع البعوض التي تلدغ ليلاً مقابل نهارًا تنجذب سلوكياً وتتنافر بألوان مختلفة من الضوء في أوقات مختلفة من اليوم. & # 160 البعوض من بين ناقلات الأمراض الرئيسية التي تؤثر على البشر والحيوانات حولها العالم والنتائج لها آثار مهمة على استخدام الضوء للسيطرة عليها. & # 160

قام فريق بقيادة كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في إيرفين بدراسة أنواع البعوض التي تلدغ في النهار (الزاعجة المصرية ، والمعروفة أيضًا باسم بعوضة الحمى الصفراء) وتلك التي تعض في الليل (Anopheles coluzzi ، أحد أفراد عائلة Anopheles gambiae ، الرائد. ناقلات الملاريا). & # 160 وجدوا استجابات مميزة للأشعة فوق البنفسجية وألوان الضوء الأخرى بين النوعين. وجد الباحثون أيضًا أن تفضيل الضوء يعتمد على نوع البعوض ونوعه ووقت النهار ولون الضوء.

& # 8220 الحكمة التقليدية هي أن الحشرات لا تنجذب على وجه التحديد إلى الأشعة فوق البنفسجية ، ومن ثم الاستخدام الواسع للأشعة فوق البنفسجية & # 8220bug zappers & # 8221 لمكافحة الحشرات. & # 160 & # 160 نجد أن البعوض الذي يقضم اليوم ينجذب إلى مجموعة واسعة من أطياف الضوء أثناء النهار ، في حين أن البعوض القاضى ليلاً يكون شديد الرهاب من الضوء إلى الضوء قصير الموجة أثناء النهار ، & # 8221 قال الباحث الرئيسي تود سي هولمز ، دكتوراه ، أستاذ في قسم علم وظائف الأعضاء والفيزياء الحيوية في UCI School of Medicine. & # 160 & # 8220 تظهر نتائجنا أن التوقيت وأطياف الضوء ضرورية للتحكم في الضوء الخاص بالبعوض الضار. & # 8221

نُشرت الدراسة الجديدة بعنوان ، & # 8220Circadian Regulation of light-Excoked Attraction and Avoiding Behaven in النهار - مقابل البعوض الليلي ، & # 8221 في علم الأحياء الحالي. ليزا بايك ، باحثة طالبة دراسات عليا في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا ، والتي أكملت مؤخرًا درجة الدكتوراه ، هي المؤلف الأول.

يشكل البعوض تهديدات واسعة النطاق للإنسان والحيوانات الأخرى كنواقل للأمراض. ' ينجذب البعوض القارص ، وخاصة الإناث التي تتطلب وجبات دم لبيضها المخصب ، إلى الضوء أثناء النهار بغض النظر عن الأطياف. & # 160 & # 160 على النقيض من ذلك ، يتجنب البعوض القارص ليلاً الأشعة فوق البنفسجية والضوء الأزرق أثناء النهار. & # 160 العمل السابق في مختبر هولمز باستخدام ذباب الفاكهة (المرتبط بالبعوض) حدد مستشعرات الضوء والآليات الجزيئية اليومية لسلوكيات التجاذب / التجنب بوساطة الضوء. & # 160 وفقًا لذلك ، يتداخل الاضطراب الجزيئي للساعة البيولوجية بشدة مع يثير الضوء سلوكيات التجاذب والتجنب في البعوض. في الوقت الحاضر ، لا تأخذ ضوابط الحشرات القائمة على الضوء في الاعتبار السمات السلوكية النهارية مقابل الليلية التي تتغير مع دورات الضوء والظلام اليومية. & # 160

& # 8220Light هو المنظم الأساسي لإيقاعات الساعة البيولوجية ويستحضر مجموعة واسعة من السلوكيات المحددة على مدار اليوم ، & # 8221 قال هولمز. & # 8220 من خلال اكتساب فهم لكيفية استجابة الحشرات للضوء ذي الطول الموجي القصير بطريقة خاصة بالأنواع ، يمكننا تطوير بدائل جديدة صديقة للبيئة لمكافحة الحشرات الضارة بشكل أكثر فعالية وتقليل الحاجة إلى مبيدات الآفات السامة الضارة بيئيًا. & # 8221

تم تمويل هذه الدراسة جزئيًا من قبل المعاهد الوطنية للصحة ومؤسسة العلوم الوطنية ومؤسسة ARCS. يعتمد هذا البحث الجديد على دراسات مختبر هولمز & # 8217s السابقة في كلية الطب UCI التي نُشرت على مدار السنوات القليلة الماضية في علم, طبيعة سجية و وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم


كيف يتجه البعوض في الظلام؟ - مادة الاحياء

كوليكس (ميلانكونيون) بيلوسوس (Dyar and Knab 1906) هي بعوضة صغيرة داكنة تميل إلى أن تتغذى على الزواحف والبرمائيات. توجد في جنوب شرق الولايات المتحدة والعديد من البلدان في أمريكا الوسطى وأمريكا الجنوبية. لم يتم تحديده كنوع ذي أهمية طبية لأنه لم يثبت أنه ناقل لمسببات الأمراض مثل بعض الأنواع الأخرى كوليكس محيط.

شكل 1. أنثى بالغة كوليكس (ميلانكونيون) بيلوسوس، ناموسة. تصوير ميشيل كوتوا فرانسيس ، جامعة فلوريدا.

التوزيع (العودة إلى الأعلى)

Culex Pilosus مسجلة من الأرجنتين وجزر الباهاما وبليز وبوليفيا والبرازيل وكولومبيا وكوستاريكا وكوبا وجمهورية الدومينيكان والإكوادور والسلفادور وغيانا الفرنسية وغواتيمالا وهندوراس وجامايكا والمكسيك ونيكاراغوا وبنما وباراغواي وبيرو وبورتوريكو ، سورينام وترينيداد وتوباغو والولايات المتحدة وفنزويلا وجزر فيرجن (WRBU 2012). في الولايات المتحدة الأمريكية، Culex Pilosus تم الإبلاغ عنها في العديد من الولايات الجنوبية الشرقية بما في ذلك ألاباما وفلوريدا وجورجيا ولويزيانا وميسيسيبي ونورث كارولينا وساوث كارولينا (روث 1943) ويتم توزيعها في جميع أنحاء فلوريدا (برانش وآخرون 1958). تم الإبلاغ عن الأنواع أيضًا من كنتاكي ، وكذلك الطرف الشرقي من تكساس (Darsie and Ward 2005).

الشكل 2. توزيع لل Culex Pilosus اعتبارًا من مارس 2012. الرسم بواسطة C. Roxanne Connelly ، جامعة فلوريدا ، قسم علم الحشرات وعلم الأورام.

الوصف (العودة إلى الأعلى)

الكبار: كوليكس يميل البعوض إلى امتلاك بطون خلفية غير حادة نسبيًا مقارنة بأجناس البعوض الأخرى وهي صغيرة وحساسة (مارشال 2006). إناث البعوض من الجنس الفرعي ميلانكونيون يمكن التعرف عليه بناءً على ميزتين فريدتين: 1) يمتلك القفص الصدري درعًا يفتقر إلى الأذرع الأفقية ، و 2) يمتلك الرأس قشورًا عريضة ومسطحة خلف العينين المركبتين (على الأقل على طول خط العين) (Darsie and Ward 2005). ذكر البعوض في الجنس الفرعي ميلانكونيون قد يكون من الصعب للغاية تحديد الأنواع ، وغالبًا ما يكون تحليل الأعضاء التناسلية ضروريًا (Roth 1943). تحديد إيجابي ل Culex Pilosus يمكن تحقيق الإناث من خلال مراقبة ثلاثة أسنان فقط على المحرك الحجري (سلسلة من الشويكات المتخصصة ، الأسنان الدبقية ، محمولة على حافة عرضية) (Michener 1944). كلا الجنسين Culex Pilosus لها ملامس قصيرة داكنة وخرطوم طويل داكن ، وبطن داكن مع قشور برونزية عاكسة إلى حد ما أو قشور زرقاء مخضرة ، وصدر داكن مع رقعة أخف على الجزء الظهري من mesepimeron ، قشور الجناح الضيقة والمظلمة ، والأرجل الداكنة (Cutwa و O ' ميرا 2012).

بيض: Culex Pilosus تضع الإناث بيضها بالقرب من البرك أو مناطق تسرب مياه الأمطار والخنادق التي قد تحتوي أو لا تحتوي على نباتات (بوتنام 2011). خلافا لغيرها كوليكس بيض، Culex Pilosus البيض يفتقر إلى كورولا (طوق) في الطرف الأمامي للبيضة (Mattingly 1976). ميزة أخرى فريدة من نوعها لهذه البعوضة هو ذلك Culex Pilosus يضع البيض منفردًا أو فرديًا أو أحيانًا في بقع من طبقة واحدة ، ولكن ليس في أطواف مثل العديد من الأنواع الأخرى كوليكس أنواع البعوض. يتم وضع البيض فوق خط الماء مباشرة وتكون قابلة للحياة لمدة شهر في ظروف رطبة (Galindo et al. 1951).

اليرقات: يرقات Culex Pilosus لها رأس عريض وهوائيات طويلة مع خصلة كبيرة في النهايات. على الجانب البطني من رأس اليرقة ، يتم إدخال خيشومية بيضاوية عند قاعدة الهوائيات (كاربنتر ولاكاس 1955). لديهم سيفون مقوس وعمود فقري منحني في نهاية السيفون. هناك ثمانية أزواج من الخصل الطويلة على السيفون ، ومقاييس المشط في الجزء الثامن من البطن في صف واحد تظهر طويلة ومدببة ، وخياشيم بطولين مختلفين (Cutwa and O'Meara 2012).

الشكل 3. يرقة كوليكس (ميلانكونيون) بيلوسوس، ناموسة. تصوير ميشيل كوتوا فرانسيس ، جامعة فلوريدا.

الشرانق: كما هو الحال مع البعوض الآخر ، فإن الشرانق لها جزءان رئيسيان من الجسم ، رأسي صدري وبطن. يوجد زوج من الأبواق التي تحتوي على فتحات التنفس على الرأس الصدري. Culex Pilosus تحتوي الشرانق على أجزاء بطنية ذات أنماط شعيرات مميزة ، حيث تمتلك أكثر مجموعة وسطية في الجزء الثاني 14 فرعًا أو أقل (Darsie and Day 2003). يبلغ طول البوق العذراء الموجود على الرأس الصدري ، والذي يتناقص تدريجيًا ، حوالي أربعة أضعاف عرض البوق عند الطرف ، ويبلغ طول الصيوان حوالي ثلث طول البوق (فوت 1954).

الشكل 4. خادرة كوليكس (ميلانكونيون) بيلوسوس، ناموسة. تصوير ميشيل كوتوا فرانسيس ، جامعة فلوريدا.

علم الأحياء والسلوك (العودة إلى الأعلى)

Culex Pilosus يميل البالغون إلى الراحة داخل الغابات أو الغابات أثناء النهار ، ولكنهم يطيرون بعد ذلك فوق الأرض المفتوحة أثناء الليل إلى موطن مختلف يتغذون فيه ، فقط للعودة إلى موطنهم النهاري مرة أخرى في الصباح (كليمنتس 1999). أنماط رحلة الكبار Culex Pilosus لا تتأثر باتجاه الرياح ، وهي فريدة من نوعها بين البعوض لأن العديد من الأنواع تميل إلى الطيران عكس اتجاه الريح (Clements 1999). Culex Pilosus يتغذى بشكل رئيسي على الزواحف والبرمائيات (Edman 1979، Clements 1999).

الأهمية الطبية (العودة إلى الأعلى)

على الرغم من أن الكثيرين كوليكس الأنواع تنقل الفيروسات التي تسبب التهاب الدماغ ، Culex Pilosus لا يعتبر حاليًا ناقلًا مهمًا لمسببات الأمراض البشرية. ولكن كما Culex Pilosus يتغذى على مضيفين مختلفين ، فقد يثبت أنه يلعب دورًا ثانويًا في انتقال بعض مسببات الأمراض.

الإدارة (العودة للأعلى)

Culex Pilosus البعوض ليس مصدر قلق خاص من حيث الإدارة لأنه لا يصل بشكل عام إلى مستويات الآفات.

مراجع مختارة (العودة إلى الأعلى)

  • الفرع N ، لوغان إل ، بيك EC ، مولرينان جا. 1958. سجلات توزيع جديدة لبعوض فلوريدا. عالم الحشرات في فلوريدا 41: 155-163.
  • كاربنتر سج ، لاكاس ويج. 1955. بعوض أمريكا الشمالية (شمال المكسيك). مطبعة جامعة كاليفورنيا ، بيركلي. 361 ص.
  • كليمنتس آن. 1999. بيولوجيا البعوض: الاستقبال والسلوك الحسي ، المجلد 2. CABI النشر ، أوكسون ، المملكة المتحدة. 740 ص.
  • Cutwa مم ، O'Meara GF. 2012. دليل فوتوغرافي للبعوض الشائع في فلوريدا. مختبر فلوريدا الطبي للحشرات. (10 يونيو 2016)
  • دارسي جونيور آر إف ، داي جي إف. 2003. دراسات الجنس كوليكس لينيوس في فلوريدا. 1. إعادة وصف الشرانق من Culex nigripalpus ثيوبالد و Cx. رسالس Coquillett ، نواقل التهاب الدماغ سانت لويس ، ومفتاح الشرانق من كوليكس الأنواع في شرق الولايات المتحدة (Diptera: Culicidae). وقائع جمعية علم الحشرات في واشنطن 105: 100-107.
  • دارسي جونيور آر إف ، وارد را. 2005. التحديد والتوزيع الجغرافي لبعوض أمريكا الشمالية ، شمال المكسيك. مطبعة جامعة فلوريدا ، غينزفيل ، فلوريدا. 383 ص.
  • إدمان دينار. 1979. أنماط تغذية العائل لبعوض فلوريدا (Diptera: Culicidae) VI. كوليكس (ميلانكونيون). مجلة علم الحشرات الطبية 15: 521-525.
  • فوت RH. 1954. يرقات وعذارى البعوض التي تنتمي إلى Culex Subgenera ميلانكونيون و Mochlostyrax. النشرة الفنية رقم 1091 ، وزارة الزراعة بالولايات المتحدة. 142 ص.
  • Galindo P ، Carpenter SJ ، Trapido H. 1951. الملاحظات البيئية على بعوض الغابات في منطقة الحمى الصفراء المتوطنة في بنما. المجلة الأمريكية للطب الاستوائي 31: 98-137.
  • مارشال سا. 2006. الحشرات: تاريخها الطبيعي وتنوعها. Firefly Books Inc. ، بوفالو ، نيويورك. ص 387.
  • ماتينجلي بي إف. 1976. بيض البعوض الثامن والعشرون. كوليكس جينات فرعية ميلانكونيون و Mochlostyrax. نظام البعوض 8: 19-223-231.
  • ميشينر سي دي. 1944. التفريق بين إناث بعض الأنواع كوليكس بواسطة المحرك cibarial. مجلة جمعية علم الحشرات في نيويورك 52: 263-266.
  • بوتنام ، آه. 2011. دليل التدريب لمستخدمي مكافحة الآفات للصحة العامة. FDACS- قسم خدمة البيئة الزراعيةس. (10 يونيو 2016)
  • روث إل إم. 1943. مفتاح ل كوليكس (Diptera: Culicidae) من جنوب شرق الولايات المتحدة ، عن طريق الذبابة الطرفية. مجلة جمعية كانساس لعلم الحشرات 16: 117-133.
  • (WRBU) 2012. كتالوج منهجي من Culicidae. وحدة والتر ريد للنظم الحيوية. (10 يونيو 2016)

المؤلفان: ديانا فورك وسي. روكسان كونيلي ، جامعة فلوريدا ، قسم علم الحشرات وعلم الأورام.
الصور: ميشيل كوتوا فرانسيس ، جامعة فلوريدا
الرسومات: سي روكسان كونيلي ، جامعة فلوريدا ، قسم علم الحشرات وعلم النيماتولوجيا.
منسق المشروع: جينيفر إل جيليت كوفمان ، جامعة فلوريدا
تصميم الموقع: دون واسيك ، جين ميدلي
رقم المنشور: EENY-521
تاريخ النشر: أبريل 2012. آخر مراجعة: يونيو 2016.


أظهرت دراسة جديدة أنه مع تغير المناخ ، استعد لمزيد من البعوض في الشتاء

في أجزاء كثيرة من العالم ، يعد البعوض مصدر إزعاج شائع في الصيف.

لكن في الأماكن التي تقع على الخطوط الأمامية لتغير المناخ ، قد تصبح هذه الحشرات التي تنتشر الأمراض يومًا ما مشكلة على مدار العام ، وفقًا لبحث جديد من جامعة فلوريدا.

"في المناطق الاستوائية ، ينشط البعوض طوال العام ، ولكن هذا ليس هو الحال بالنسبة لبقية العالم. خارج المناطق الاستوائية ، تتسبب درجات الحرارة الشتوية في دخول البعوض إلى نوع من السبات يسمى diapause. ونحن نطلق على هذا البعوض برودة قال بريت شيفيرز ، كبير مؤلفي الدراسة والأستاذ المساعد في قسم البيئة والحفظ في UF / IFAS ، إن نشاطهم محدود بسبب درجات الحرارة المنخفضة هذه.

"ومع ذلك ، مع تغير المناخ ، نتوقع أن تطول فصول الصيف وأن يصبح الشتاء أقصر وأكثر دفئًا. ماذا يعني ذلك بالنسبة للبعوض المحاصر بالبرد؟ كيف سيستجيبون؟" قال شيفيرز.

للمساعدة في الإجابة على هذه الأسئلة ، أجرى مؤلفو الدراسة تجارب على البعوض الذي تم جمعه في وحول مدينة غينزفيل شمال وسط فلوريدا على الخط الفاصل بين المناخات شبه الاستوائية والمعتدلة. دراستهم منشورة في المجلة "علم البيئة."

قارن الباحثون كيف استجاب البعوض الذي تم جمعه خلال أجزاء مختلفة من العام للتغيرات في درجة الحرارة.

قال شيفرز: "وجدنا أن البعوض في دراستنا هو ما نسميه" البلاستيك "، وهذا يعني أنه مثل الشريط المطاطي ، نطاق درجات الحرارة التي يمكنه تحملها مع الامتدادات والعقود في أوقات مختلفة من العام".

وجد الباحثون أنه في الربيع ، عندما تكون درجات الحرارة أثناء الليل باردة وتبدأ درجات الحرارة في النهار في الارتفاع ، يمكن للبعوض أن يتحمل نطاقًا أكبر من درجات الحرارة. تعال إلى الصيف ، عندما تكون درجات الحرارة اليومية دافئة ، يتقلص هذا النطاق. وأوضح شيفرز أنه في الخريف ، عندما تبدأ درجات الحرارة بالانخفاض ، فإن النطاق يمتد مرة أخرى.

وقال شيفرز: "هذا يخبرنا أنه بينما يتسبب تغير المناخ في جعل فصلي الخريف والشتاء أكثر دفئًا ، فإن البعوض في المناطق الأكثر اعتدالًا يكون مستعدًا جيدًا للنشاط خلال تلك الأوقات".

قال برونو أوليفيرا ، المؤلف الأول للدراسة ، الذي أجرى الدراسة: "تشير نتائجنا إلى أنه من أجل فهم أفضل لمدى قدرة السكان والأنواع على تحمل تغير المناخ المستمر ، نحتاج إلى قياس الاستجابات الحرارية للأنواع عبر أوقات مختلفة من العام". بينما كان باحثًا ما بعد الدكتوراه في مختبر شيفرز.

قال أوليفيرا ، وهو الآن باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا ديفيس: "ستساعدنا هذه المعلومات في تقديم تمثيل أكثر دقة لنطاق درجة الحرارة الذي يمكن أن تتحمله الأنواع".

من أجل تجربتهم ، جمع الباحثون البعوض في أكثر من 70 موقعًا حول Gainesville ومحطة UF / IFAS Ordway-Swisher البيولوجية القريبة ، وهي منطقة بحث وحفظ بمساحة 9500 فدان تقع على بعد حوالي 20 ميلاً شرق المدينة.

استدرج العلماء البعوض بفخاخ خاصة تنبعث منها غاز ثاني أكسيد الكربون ، وهو نفس الغاز الذي يزفره البشر والحيوانات عندما نتنفس. بالنسبة للبعوضة ، فإن النفحة القوية من ثاني أكسيد الكربون تعني وجود وجبة في مكان قريب.

باستخدام هذه الفخاخ ، اصطاد الباحثون أكثر من 28000 بعوضة تمثل 18 نوعًا. من هذه المجموعة ، أخذ العلماء عينات عشوائية من حوالي 1000 بعوضة لاختبارها في المختبر.

تم وضع كل بعوضة في قنينة وضعت بعد ذلك في حمام مائي. بمرور الوقت ، قام الباحثون بتغيير درجة حرارة الماء ، بزيادة أو خفض درجة الحرارة داخل القوارير. راقب العلماء نشاط كل بعوضة ، مشيرين إلى متى يصبح البعوض غير نشط ، وهي إشارة إلى أنه تم تلبية عتبات درجة الحرارة العليا أو المنخفضة.

قال G & # 233cica Yogo ، أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة: "كان من المدهش أن نرى مدى قدرة هذه المخلوقات الصغيرة على تحمل درجات الحرارة المرتفعة أثناء التجارب ، وغالبًا ما تكون أعلى بكثير من متوسط ​​درجات الحرارة المحيطة التي تقاسها محطات الطقس".

ساعدت يوغو في إجراء الدراسة بينما كانت باحثة متدربة في UF كجزء من برنامج الماجستير في AgroParisTech في فرنسا. تعمل الآن مهندسة كربون التربة في INRAE ​​، المعهد الوطني الفرنسي للزراعة والأغذية والبيئة.

يقول الباحثون إنهم لا يعرفون حتى الآن ما الذي يسمح للبعوض بالتكيف مع التغيرات السريعة في درجة الحرارة.

قال دانيال هان ، الأستاذ في قسم علم الحشرات وعلم الديدان UF / IFAS وأحد مؤلفي الدراسة: "كثير من الناس لا يدركون مدى السرعة التي يمكن أن يعمل بها الانتقاء الطبيعي على الحيوانات قصيرة العمر". "ما إذا كانت التغييرات التي نراها في الخصائص الحرارية للبعوض ناتجة عن الانتقاء الطبيعي السريع عبر المواسم ، فإن المرونة الموسمية - مثل تغيير الكلب لفراءه - أو مزيج من الاثنين ، هو ما نعمل عليه الآن."

يقول الباحثون إن الرؤى من هذه الدراسة يمكن أن تساعد المجتمعات على الاستعداد بشكل أفضل لتأثيرات تغير المناخ من حيث صلتها بالبعوض ، الذي ينشر الأمراض التي تصيب الإنسان والحيوان.

قال شيفرز: "كلما زاد نشاط البعوض هناك ، زاد خطر انتشار هذه الأمراض. المعرفة قوة ، ومعرفة أن البعوض سيكون أكثر نشاطًا طوال العام يمكن أن يوضح كيف نستعد للتغير المناخي".

قال بيتر جيانج ، أحد المؤلفين المشاركين في الدراسة وعالم الحشرات في قسم مكافحة البعوض في مدينة غينزفيل ، إن السكان يلعبون دورًا مهمًا في السيطرة على البعوض الآن وفي المستقبل.

قال جيانغ إن الإجراءات البسيطة يمكن أن تقلل أعداد البعوض.

"يُشجع الجيران على إفراغ أو إزالة أو تغطية أي وعاء يحتوي على الماء - لا سيما الزجاجات القديمة وعلب الصفيح والخردة والإطارات - وإصلاح الأنابيب المتسربة والحنفيات والستائر الخارجية وتغطية أو قلب القوارب الصغيرة رأسًا على عقب ، ومرتين أسبوع ، تغيير المياه في برك الخوض ، وحمامات الطيور ، وأطباق الحيوانات الأليفة والمزهريات التي تحمل الزهور أو قصاصات ".

يمكن للمقيمين الذين يتطلعون إلى معرفة المزيد حول كيفية السيطرة على البعوض الاتصال بمكتب تمديد UF / IFAS المحلي أو برنامج مكافحة البعوض في البلدية أو المقاطعة.

بالإضافة إلى توفير المعلومات لعملية صنع القرار ، فإن مثل هذه الدراسات تسلط الضوء على جانب من جوانب تغير المناخ يحظى الآن بمزيد من الاهتمام.

"عندما نتحدث عن كيفية تأثير تغير المناخ على النباتات والحيوانات ، فإننا نتحدث غالبًا عن انتقال الأنواع إلى مناطق جديدة لأن الظروف تتغير - وبعبارة أخرى ، وصول شيء جديد. ومع ذلك ، سيؤثر تغير المناخ أيضًا على الأنواع التي نعيش فيها. العيش مع الآن ، مثل البعوض شديد المرونة ، وهذا جانب آخر يجب مراعاته ".

تنصل: AAAS و EurekAlert! ليست مسؤولة عن دقة النشرات الإخبارية المرسلة إلى EurekAlert! من خلال المؤسسات المساهمة أو لاستخدام أي معلومات من خلال نظام EurekAlert.


يكتشف الباحث كيف يدمج البعوض الرؤية والرائحة لتتبع الضحايا

كليمان فينوغر ، الأستاذ المساعد في قسم الكيمياء الحيوية ، يصمم خوذات مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد لدراسة كيفية استخدام البعوض للإشارات البصرية والشمية لتتبع ضحاياهم. رصيد الصورة: كريستين روز.

البعوض أذكى مما يعتقده الناس.

وجد العلماء أن البعوض يغير إجراءات الصيد الخاصة به استجابةً لإشارات المضيف. على سبيل المثال ، في إفريقيا ، يتعرف البعوض الآن على الوقت الذي يخرج فيه الناس من الناموسيات في الصباح ويبدأون في الصيد كثيرًا أثناء النهار أكثر من الليل.

اكتشف الباحث في Virginia Tech Clément Vinauger علمًا بيولوجيًا عصبيًا جديدًا مرتبطًا برؤية البعوض وحاسة الشم ، وهو ما يفسر كيف الزاعجة المصرية البعوض يتعقب ضحاياهم.

الزاعجة المصرية ينشر البعوض حمى الضنك ، وداء الشيكونغونيا ، وحمى زيكا ، ومايارو ، وفيروسات الحمى الصفراء.

"البعوض يؤثر على الملايين من الناس كل عام. لقد كنت أعمل على فهم كيفية تنقل البعوض في المكان والزمان. قال Vinauger ، الأستاذ المساعد في قسم الكيمياء الحيوية في كلية الزراعة وعلوم الحياة في Virginia Tech ، إن تحليل كيفية معالجة البعوض للمعلومات أمر بالغ الأهمية لمعرفة كيفية إنشاء طعوم ومصائد أفضل لمكافحة البعوض.

بينما يفهم العلماء الكثير عن حاسة الشم لدى البعوض وكيفية استهدافه لثاني أكسيد الكربون2 الزفير للعثور على مضيفيهم ، لا يُعرف سوى القليل جدًا عن كيفية استخدام البعوضة للرؤية.

اكتشف Vinauger أن التفاعل بين حاسة الشم ومراكز المعالجة البصرية لأدمغة البعوض هو ما يساعد هذه الحشرات على استهداف ضحاياها بدقة شديدة.

تم نشر هذه النتائج مؤخرًا في مجلة Current Biology.

عندما يواجه البعوض أول أكسيد الكربون2، ينجذبون إلى الأشياء المرئية المظلمة ، مثل مضيفيهم. ما تظهره هذه الدراسة الجديدة هو أن ثاني أكسيد الكربون2 يؤثر على استجابات الخلايا العصبية في المراكز البصرية للبعوض ، لمساعدتهم على تتبع الأشياء المرئية بدقة أكبر.

تمكن Vinauger وفريقه البحثي من تحديد ذلك من خلال تركيب خوذات صغيرة مطبوعة ثلاثية الأبعاد للبعوض وربطها في جهاز محاكاة طيران LED وتعريض البعوض لنفث ثاني أكسيد الكربون.2.

محاكاة الطيران البعوض LED. رصيد الصورة: Alex Crookshanks.

قال Vinauger: "لقد راقبنا استجابات البعوض للإشارات البصرية والشمية من خلال تتبع تردد ضربات الجناح ، والتسارع ، وسلوك الانعطاف".

باستخدام تجارب تصوير الكالسيوم لأدمغة البعوض ، وجد فريق البحث أول أكسيد الكربون2 يعدل الاستجابات العصبية للبعوض للمنبهات البصرية المنفصلة.

في بحث سابق ، استخدم Vinauger أيضًا التصوير والتسجيلات العصبية لإظهار كيف تم تعديل الاستجابات في مراكز حاسة الشم من خلال خبرة البعوض السابقة ، كما تعلموا من الضربات ومحاولات أخرى للتخلص من رائحتنا.

تتضمن الاستراتيجية العالمية لإدارة الأمراض التي ينقلها البعوض السيطرة على مجموعات ناقلات الأمراض ، إلى حد كبير من خلال استخدام المبيدات الحشرية. ومع ذلك ، فإن الأمراض التي ينقلها البعوض تعود إلى الظهور الآن ، ويرجع ذلك في الغالب إلى زيادة مقاومة السكان لمبيدات الحشرات. في هذا السياق ، يهدف بحثي إلى سد الفجوات المعرفية الرئيسية في فهمنا للآليات التي تسمح للبعوض بأن يكون نواقل مرضية فعالة ، وبشكل أكثر تحديدًا ، لتحديد وتوصيف العوامل التي تعدل سلوك البحث عن المضيف "، قال فينوغر ، وهو أيضًا عضو هيئة تدريس منتسب في معهد Fralin لعلوم الحياة وبرنامج BIOTRANS.

ينصب تركيز مختبر Vinauger على التحقيق في التعديلات التي تحدثها الساعة البيولوجية والعوامل الممرضة للتفاعلات مع مضيف البعوض مع الاستفادة من الأدوات متعددة التخصصات من الكيمياء الحيوية وعلم الأعصاب والهندسة والبيئة الكيميائية لدراسة كيفية تأثير ذلك على الجينات والخلايا العصبية وسلوك الحشرات.

باحثون آخرون شاركوا في هذه الدراسة هم جيفري ريفيل وأدريان فيرهول من قسم علم الأحياء وقسم علم وظائف الأعضاء والفيزياء الحيوية في جامعة واشنطن ، فلوريس فان بروجيل من قسم الهندسة الميكانيكية في جامعة نيفادا رينو ، ومايكل ديكنسون من جامعة نيفادا رينو. معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، وعمر أكبري من جامعة كاليفورنيا سان دييغو.


كيفية صنع البعوض المعدل وراثيا

Aedus aegypti هي الآفة النهائية. The small, dark mosquito transmits deadly viruses like dengue fever, chikungunya, and the latest illness sweeping through Brazil, the Zika virus. You'll want to watch out for the female aedus aegypti (males don’t bite).

Aedus aegypti eggs are the "iron men" of the insect world. They can last up to a year -- without water. And they can travel -- hitchhiking a ride on planes, trains, and automobiles. That’s exactly how these insects have infested global populations.

Currently, there is no vaccine or treatment for either Zika or dengue. The only way to fight the spread of the disease is to limit the insect population. What if the most viable solution to halt the spread of viral pathogens came from a genetically modified organism?

Enter British biotechnology company Oxitec. Using molecular biology and genetic engineering techniques, scientists at Oxitec have developed a method to limit male mosquitos by inserting a gene that interferes with reproduction and causes death to its offspring. The hope is that if the deadly male mates with wild females, the population will thin. It’s the ultimate kill switch.

On this week’s episode of TechKnow, the team travels to London to visit Oxitec’s headquarters, witnessing first hand how a genetically modified mosquito is engineered in the lab.


Mosquitoes use 3 senses to find and bite you

"Even if it were possible to hold one's breath indefinitely, another human breathing nearby, or several meters upwind, would create a CO2 plume that could lead mosquitoes close enough to you that they may lock on to your visual signature," researchers say. (Credit: iStockphoto)

You are free to share this article under the Attribution 4.0 International license.

Efforts to protect our skin from mosquitoes on a summer nigh may work for a while, but not forever. The pests use visual, olfactory, and thermal cues to home in on their human hosts.

When an adult female mosquito needs a blood meal to feed her young, she searches for a host—often a human. Many insects, mosquitoes included, are attracted by the odor of the carbon dioxide (CO2) gas that humans and other animals naturally exhale. However, mosquitoes can also pick up other cues that signal a human is nearby: they use their vision to spot a host and thermal sensory information to detect body heat.

But how do the mosquitoes combine this information to map out the path to their next meal?

Mosquitoes in a wind tunnel

To find out how and when the mosquitoes use each type of sensory information, researchers released hungry, mated female mosquitoes into a wind tunnel in which different sensory cues could be independently controlled. In one set of experiments, a high-concentration CO2 plume was injected into the tunnel, mimicking the signal created by the breath of a human. In control experiments, researchers introduced a plume consisting of background air with a low concentration of CO2.

For each experiment, 20 mosquitoes were released into the wind tunnel and filmed with video cameras 3D tracking software to follow their paths. When a concentrated CO2 plume was present, the mosquitos followed it within the tunnel as expected. They showed no interest in a control plume that consisted of background air.

“In a previous experiment with fruit flies, we found that exposure to an attractive odor led the animals to be more attracted to visual features,” says Floris van Breugel, a postdoctoral scholar in the lab of Michael Dickinson, professor of bioengineering at the California Institute of Technology.

“This was a new finding for flies, and we suspected that mosquitoes would exhibit a similar behavior. That is, we predicted that when the mosquitoes were exposed to CO2, which is an indicator of a nearby host, they would also spend a lot of time hovering near high-contrast objects, such as a black object on a neutral background.”

Smell the CO2

To test this hypothesis, the researchers did the same CO2 plume experiment, but this time they provided a dark object on the floor of the wind tunnel. They found that in the presence of the carbon dioxide plumes, the mosquitoes were attracted to the dark high-contrast object. In the wind tunnel with no CO2 plume, the insects ignored the dark object entirely.

While it was no surprise to see the mosquitoes tracking a CO2 plume, “the new part that we found is that the CO2 plume increases the likelihood that they’ll fly toward an object. This is particularly interesting because there’s no CO2 down near that object—it’s about 10 centimeters away,” van Breugel says.

“That means that they smell the CO2, then they leave the plume, and several seconds later they continue flying toward this little object. So you could think of it as a type of memory or lasting effect.”

Next, the researchers wanted to see how a mosquito factors thermal information into its flight path. It is difficult to test, van Breugel says. “Obviously, we know that if you have an object in the presence of a CO2 plume—warm or cold—they will fly toward it because they see it,” he says. “So we had to find a way to separate the visual attraction from the thermal attraction.”

Mosquitoes like it warm

To do this, the researchers constructed two glass objects that were coated with a clear chemical substance that made it possible to heat them to any desired temperature. They heated one object to 37 degrees Celsius (approximately human body temperature) and allowed one to remain at room temperature, and then placed them on the floor of the wind tunnel with and without CO2 plumes, and observed mosquito behavior.

They found that mosquitoes showed a preference for the warm object. But contrary to the mosquitoes’ visual attraction to objects, the preference for warmth was not dependent on the presence of CO2.

“These experiments show that the attraction to a visual feature and the attraction to a warm object are separate. They are independent, and they don’t have to happen in order, but they do often happen in this particular order because of the spatial arrangement of the stimuli: a mosquito can see a visual feature from much further away, so that happens first. Only when the mosquito gets closer does it detect an object’s thermal signature,” van Breugel says.

Elegant females

Information gathered from all of these experiments enabled the researchers to create a model of how the mosquito finds its host over different distances. They hypothesize that from 10 to 50 meters away, a mosquito smells a host’s CO2 plume. As it flies closer—to within 5 to 15 meters (16 to 52 feet)—it begins to see the host. Then, guided by visual cues that draw it even closer, the mosquito can sense the host’s body heat. This occurs at a distance of less than a meter.

“Understanding how brains combine information from different senses to make appropriate decisions is one of the central challenges in neuroscience,” Dickinson says.

“Our experiments suggest that female mosquitoes do this in a rather elegant way when searching for food. They only pay attention to visual features after they detect an odor that indicates the presence of a host nearby. This helps ensure that they don’t waste their time investigating false targets like rocks and vegetation. Our next challenge is to uncover the circuits in the brain that allow an odor to so profoundly change the way they respond to a visual image.”

نشرت في المجلة علم الأحياء الحالي, the work provides researchers with exciting new information about insect behavior and may even help companies design better mosquito traps in the future. But it also paints a bleak picture for those hoping to avoid mosquito bites.

“Even if it were possible to hold one’s breath indefinitely,” the authors note toward the end of the paper, “another human breathing nearby, or several meters upwind, would create a CO2 plume that could lead mosquitoes close enough to you that they may lock on to your visual signature.

“The strongest defense is therefore to become invisible, or at least visually camouflaged. Even in this case, however, mosquitoes could still locate you by tracking the heat signature of your body . . . The independent and iterative nature of the sensory-motor reflexes renders mosquitoes’ host seeking strategy annoyingly robust.”

Researchers from the University of Washington contributed to the work, which was funded by the National Institutes of Health.


استنتاج

In the last decade, the role of male mating biology has been repeatedly mentioned as a major limitation to any mass release programmes of sterile insects [7, 8, 90, 91]. The success in controlling other dipterans utilizing SIT has largely been due to the extensive study of male mating biology [92–94]. Therefore, a fundamental knowledge of how males aggregate, encounter females, and copulate as well as techniques to detect alterations in mating behaviours is necessary.

Extensive field-testing is necessary to determine the level of mating competence between colonised vectors and native populations. Entraining colonised vectors to the local environment may increase success. Exposing teneral males to chemical or environmental cues may help condition them to locate sites where females are known to feed or mate. Males may locate mating arenas through experiences gained during their sexually immature period: site fidelity and memory have been suggested in dipterans such as ان. أرابيان [95]. Teneral colony males could be housed near potential release sites. This would expose males to local parameters such as photoperiod, nectar sources, and environmental conditions to ensure they are capable of survival after release. The filter rearing system employed in the C. capitata SIT programme exposes colonised insects to more natural environmental conditions, natural host plants, and more natural rearing parameters resulting in a higher quality mating strain [68, 96].

Lastly, is it possible to maintain a genetically modified colony long-term without detriment to mating behaviours? Colonisation of insect vectors for control programmes often leads to a "paradox of genetic breeding": the higher the output typically the lower the quality [97]. Although success in both medfly and melon fly SIT programmes have been attributed to long term colonisation without diminished mating abilities [93, 96], planning should be undertaken to optimize rearing conditions with minimal alteration to "normal" abilities or behaviours. Optimization of rearing conditions, however, should be done with great caution so inadvertent selection of non-beneficial phenotypes is avoided.

Key research questions

Before implementing an SIT programme, there are several points that need further research in order to increase the likelihood of success, especially in regard to ان. أرابيان.

Which phenotypic characters are associated with male mating success?

Do males allocate all of their resources into one mating or instead invest in several smaller ejaculates?

Do males swarm every night of their lives?

Which mating behaviours are altered during colonisation and can these be avoided or their effects lessened?

Will entraining vectors to local conditions prior to release increase their mating success?

Will the geographic origin of the mosquito lead to assortative mating?

How can we optimize rearing conditions to make a more competitive mosquito?


Insecticide Resistance in Mosquitoes: Impact, Mechanisms, and Research Directions

Mosquito-borne diseases, the most well known of which is malaria, are among the leading causes of human deaths worldwide. Vector control is a very important part of the global strategy for management of mosquito-associated diseases, and insecticide application is the most important component in this effort. However, mosquito-borne diseases are now resurgent, largely because of the insecticide resistance that has developed in mosquito vectors and the drug resistance of pathogens. A large number of studies have shown that multiple, complex resistance mechanisms—in particular, increased metabolic detoxification of insecticides and decreased sensitivity of the target proteins—or genes are likely responsible for insecticide resistance. Gene overexpression and amplification, and mutations in protein-coding-gene regions, have frequently been implicated as well. However, no comprehensive understanding of the resistance mechanisms or regulation involved has yet been developed. This article reviews current knowledge of the molecular mechanisms, genes, gene interactions, and gene regulation governing the development of insecticide resistance in mosquitoes and discusses the potential impact of the latest research findings on the basic and practical aspects of mosquito resistance research.


المواد والأساليب

الحشرات

النوع البري A. aegypti (line F21 MRA-726, MR4, ATCC®, Manassas, VA, USA) were used in all of the experiments. Groups of 200 larvae were reared on a diet of Hikari Tropic First Bites (Petco, San Diego, CA, USA) in a 26휵흌m covered pan containing 1 cm of water, at 25ଌ, 60널% relative humidity, and under a photoperiod of 12 h:12 h (light:dark). Adults were transfer into mating cages, maintained on 10% sucrose and blood-fed on weekdays on bovine heparinised blood (Lampire Biological Laboratories, Pipersville, PA, USA), using an artificial feeder (D. E. Lillie Glassblowers, Atlanta, GA, USA 2.5 cm internal diameter).

For the mosquitoes used in learning bioassays,

200 same-age animals (both males and females) were separated from the colony at pupation and maintained on 10% sucrose after emergence. Emerged males and females were kept in a collapsible cage (20휠휠 cm BioQuip Products, Rancho Dominguez, CA, USA) for 6 days to allow for mating to occur (random dissection of females revealed that 95% of them had oocytes present). After this time period, female mosquitoes were either captured individually using a mouth aspirator for individual training, or chilled until immobile at 10ଌ for group training, and transferred to either individual or group containers (300 ml clear plastic cups, Solo Cup Company, Lake Forest, IL, USA), the tops of which were covered by a piece of fabric mesh. Females were used in experiments the day following their isolation.

Preliminary experiments

في A. aegypti, it has been shown that various behavioural activities follow cyclic patterns (Haddow and Gillett, 1957 McClelland, 1959 Boorman, 1961 Gillett et al., 1962 Jones et al., 1972 Trpis et al., 1973). In order to train mosquitoes during periods of the day at which they are responsive to host-associated cues, and determine the best amount of blood meal that maintained motivational states, a series of preliminary experiments was performed. First, behavioural responses to artificial feeding of 6-day-old starved females were tested at four different times of the mosquitoes' subjective day. The results of these preliminary experiments revealed that mosquitoes displayed higher levels of responses a few hours after the onset of the lights and a few hours before the offset of lights (see supplementary material Fig. S1). Consequently, the experiments presented here were performed during the two activity peaks displayed by female A. aegypti (Trpis et al., 1973). In addition, the volume of blood provided during training is an important component for the learning paradigm – a large enough volume is necessary to provide a reward, but the volume needs to be small enough to maintain a high motivational state in the behaving insect. To assess the ingested volume, we exposed mosquitoes to blood for short durations during training and then compared the mass of females with that of unfed and fully engorged females. For individually and group-trained mosquitoes, the amount of blood ingested during training represents

38.57% and 72.51% of a full meal, respectively. For cycloheximide (CXM)-treated mosquitoes, the amount of blood ingested during training represents 16.38% of a complete blood meal (i.e. 2.82ଐ.57 mg ن=20 females).

Experimental apparatus

Artificial feeder

Female mosquitoes were handled in the plastic containers described above and trained 24 h after their isolation. The tops of the containers were covered with a fabric mesh, allowing the insects to fly and access the artificial feeder by landing on the surface of the mesh. The artificial feeder ( Fig. 1A ) was composed of a glass feeder (D. E. Lillie Glassblowers 3.8 cm internal diameter, 6 cm height), the bottom of which was sealed with Parafilm®, through which mosquitoes were able to bite. The feeder was filled with 10 ml of bovine heparinized blood (Lampire Biological Laboratories) and connected to a water bath maintaining the temperature of the blood at 36଑ଌ, which roughly corresponds to human blood temperature. A volatile-delivery system, via a constant, charcoal-filtered airstream (5 cm s 𢄡 ), could be connected to insect containers to deliver the CS ( Fig. 1A ). Similar to the stimulus delivery system of the olfactometer (detailed below), the airflow was split into two circuits, each circuit being made of Teflon® tubing (3 mm internal diameter), conducting the air flow through 20 ml glass bottles filled with 8 ml of either the test solution or the same volume of the corresponding solvent. During training, the choice of the circuit was controlled manually by connecting the tubes into the individual container this enabled us to subject the mosquitoes to streams of either clean ambient air or air loaded with the CS at the same temperature, flow rate and relative humidity.

Olfactometer

To compare the responses of controlled, untrained and trained mosquitoes to different odours, an olfactometer was used. It consisted of an enclosed Y-maze made of Plexiglas® (Cooperband et al., 2008) (110 cm long, 10 cm internal diameter Fig. 1B ). Fans (Rosewill, Los Angeles, CA, USA) were connected to two of the arms of the olfactometer (choice arms) to generate airflows (air speed

20 cm s 𢄡 ). Airflow generated by the fans first went through an air filter (to remove odour contaminants C16x48, Complete Filtration Services, Greenville, NC, USA) and a series of mesh screens and a honeycomb (10 cm long) to create a laminar flow before entering the Y-maze ( Fig. 1B ). As for the artificial feeder, odour delivery was achieved via a charcoal-filtered air stream that was split into two circuits and adjusted via flowmeters equipped with needle valves. Each circuit was made of Teflon® tubing (3 mm internal diameter) conducting the airflow (5 cm s 𢄡 ) through a 20 ml glass bottle containing 8 ml of either the test odour or the control solution (i.e. MilliQ water). To avoid contamination, tubing and bottles were cleaned with ethanol and changed for each odour. Ends of the tubes were placed in the arms of the olfactometer, 4 cm from the fans, and in the centre of the olfactometer's arm. The bottles containing the test and control stimuli were replaced every 15 to 30 min to control for any change in odorant intensity.

To prevent the accumulation of odours in the experimental room, both artificial feeding and olfactometer experiments were conducted in a well-ventilated environmental chamber (Environmental Structures, Colorado Springs, CO, USA), at a temperature (25଒ଌ) and relative humidity (40�%) that remained constant throughout all experiments.

In order to avoid environmental biases, the stimulus and control treatments were randomly exchanged in the olfactometer arms between experiments. In addition, the positions of the different parts of the olfactometer (i.e. choice tubes and fans) were also randomised. Data analysis did not reveal a preference for the left or right side of the olfactometer (ص=0.86). After each experiment, the olfactometer was cleaned with ethanol (50%, 70% and 95% ethanol) to remove odorant contamination.

Training protocols

Two conditioning paradigms were adapted in the present work to assess the ability of mosquitoes to learn the association between an olfactory stimulus and a blood reward. The first involved training individual mosquitoes using conditioning protocols adapted from classical insect models for haematophagous insects (Vinauger et al., 2011a). This permitted detailed control of the experimental treatments to determine whether mosquitoes learned the association under Pavlovian conditioning and to investigate the nature of the involved memory form. In a second set of experiments, group training allowed rapid training and efficient testing of different olfactory stimuli as CS.

Individual training

For individual training experiments, single mosquitoes were exposed to L-(+)-lactic acid (LA Sigma, �% purity) at a concentration of 22 mmol l 𢄡 in MilliQ water. This concentration is similar to that emitted by human skin (Eiras and Jepson, 1991 Cork and Park, 1996 Geier et al., 1996).

Before the training session began, and before each trial, mosquitoes were allowed to acclimate for 1 min in the absence of stimulation, except for the delivery of a clean air current. After this time, a trial begun when the airflow loaded with LA was delivered for 2 min. The artificial feeder was then placed over the containers for two further minutes, during which LA stimulation was maintained.

From this moment, mosquitoes that did not feed during this period of time were considered as not motivated and discarded from further analysis. Those that landed on the mesh and started biting through the membrane of the feeder were allowed to feed for 20 s before the artificial feeder was removed from the individual container. Only females that fed during the two trials were kept for the analysis. Trials were separated by 20 min. During this inter-trial interval (ITI), mosquitoes were maintained in the same experimental room, and only exposed to a clean air current. Conditioned mosquitoes were submitted to two trials before being tested in the olfactometer, 24 h after the end of the training session.

In order to discard potential effects of CS or US on the performance of mosquitoes during the test, specific control groups were performed where mosquitoes were exposed only to the CS or the US during the first session and tested 24 h later. Another group was exposed to both the CS and the US in an unpaired way during the first session, i.e. in the absence of contingency (Rescorla, 1988), and then tested 24 h later. Additional untrained mosquitoes were tested in the olfactometer while having to choose between two clean air currents, a clean air current versus CO2 (positive control, [CO2]=2300 ppm above ambient level) or a clean air current versus LA (Barrozo and Lazzari, 2004).

Group training

For group training experiments, the following odorants were tested: LA, 1-octen-3-ol [OCT Aldrich, �% purity enantiomeric ratio: �:1 (GC)], ض-3-hexen-1-ol (Z3H Sigma, 㺘% purity 92% of the ض isomer) and β-myrcene (MYR Fluka, 95% purity). LA was dissolved in MilliQ water at the same concentration as for individual training experiments (22 mmol l 𢄡 ). In order to provide a similar level of humidity – a strong activator of behaviour in mosquitoes – OCT (14 mmol l 𢄡 ) and Z3H (91 mmol l 𢄡 ) were also diluted in MilliQ water. These concentrations were chosen to match the same volatility as odours used successfully in behaviour assessment paradigms similar to our own (Cooperband et al., 2008). For MYR treatments, we used a 1/10,000 odorant dilution (0.58 mmol l 𢄡 ) as higher concentrations caused avoidance behaviours, resulting in no insects leaving the starting chamber.

In a preliminary experiment, solid phase micro-extraction fibres were placed in the two arms of the olfactometer while delivering Z3H in water in one arm and Z3H in mineral oil in the other arm. This allowed us to quantify (via GCMS) the emission rate of Z3H diluted in water or mineral oil. The analysis revealed that emission rates between the two arms were not statistically different (0.98ଐ.33 ng min 𢄡 for mineral oil 1.09ଐ.13 ng min 𢄡 for water).

Similarly to individual training, the air-delivery system was connected to insects' containers to deliver the odorant or the ‘no odour’ (MilliQ water) control ( Fig. 1A ). The training session began when the odorant was perfused into the container for 2 min. The group was then exposed to the blood feeder for 20 min while still delivering the odorant. This succession of events represented one training trial. As for individually trained mosquitoes, groups were submitted to two training trials spaced by a 20 min ITI.

One hour before testing, groups were chilled and females were transferred into individual containers. Mosquitoes that did not feed during the training session (determined by the absence of blood in the abdomen or by the absence of abdominal distension) were considered as not motivated and thus discarded from analysis. Tests were then performed similarly to the individual training experiments, one mosquito being tested at a time. The testing session was performed 24 h post-training. To determine whether the mosquitoes exhibited any innate preference for the test odorants, control groups were also tested. Insects of these groups were naïve and had not been exposed to the odorant prior to the test.

Effect of learning on DEET repellency

We performed an additional series of training experiments in order to test whether mosquitoes' ability to learn the association between odorants and blood feeding could interfere with the action of insect repellents such as DEET (N,N-diethyl-meta-toluamide Supelco, �% purity). We thus performed a series of experiments using pre-exposed, DEET-trained and DEET-naïve animals. In these experiments, 100 μl of either 10% DEET/90% ethanol (DEET) or 100% ethanol (solvent) was loaded on to a filter paper (Whatman) that was placed in a 20 ml scintillation vial (DeGennaro et al., 2013).

Different procedures were tested: (a) females trained to LA were tested for their response to LA+DEET versus control (clean air + solvent) (b) females trained to LA+DEET were tested for their response to LA+DEET versus control (clean air + solvent) (c) females pre-exposed to DEET 1 h before training were then trained to LA and tested for their responses to LA+DEET versus control (clean air + solvent) and (d) females pre-exposed to DEET 1 h before training were trained to LA+DEET and tested for their response to LA+DEET versus control (clean air + solvent).

Memory characterisation

The observed performance of trained animals relies on the formation of a mnesic trace that can last for different durations, depending on its consolidated nature (Tully et al., 1994 Tully et al., 2003). Because short-term (STM) and intermediate-term (ITM) memories last from a few to several hours (Tully et al., 2003), we expect the memory that we observed 24 h post-training to belong to longer lasting forms of memory. Among them, the anaesthesia-resistant memory (ARM) formed after massed training and spaced training is not disrupted by cold-induced anaesthesia but insensitive to the protein synthesis inhibitor CXM, while the long-term memory (LTM) is formed after spaced training only and is sensitive to CXM (for a review, see Tully et al., 1994).

Additional treatments were thus performed to investigate the nature of the memory formed during conditioning experiments. Four groups of individually trained mosquitoes were submitted to a 15 min cold shock (2.6ଌ) 1 h before training, 20 min after training, 2 h after training or 6 h after training. The cold shock was delivered by placing the individual container in an ice-filled Styrofoam box (30휵휠 cm). Two additional groups were constituted and individuals from these groups were starved for 14� h and then allowed to feed with either 17 or 35 mmol l 𢄡 of CXM (Tully et al., 1994) in a 10% sucrose solution for 16� h before the training session. All groups were tested 24 h post-training. An additional group was fed on 35 mmol l 𢄡 CXM before its response to CO2 was tested (CXM positive control group). For this group, insects were fed on 35 mmol l 𢄡 CXM in 10% sucrose for the same duration as the experimental groups and tested for their response to CO2 (positive control, [CO2]=2300 ppm above ambient level) versus ambient air.

It is worth mentioning that the CXM-treated groups displayed a higher mortality rate than the sugar-fed groups (34.6% of mortality being observed 8 days after training compared with 12% for sugar-fed females). Interestingly, the increased mortality induced by the ingestion of CXM appears to be due to the ingestion of a warm blood meal, as CXM-fed mosquitoes that were not blood-fed had mortality rates similar to those of sucrose-fed (control) mosquitoes (16% of mortality). These results suggest that the drug might also impair their ability to deal with the heat stress generated by the ingestion of warm blood (Benoit et al., 2011).

To make sure that CXM effects were not affecting the mosquitoes' flight motor responses or olfactory perception, tracking of flight pathways was performed by video recording (Logitech Quickcam pro, 2MPixel Newark, CA, USA) of the experiments in the olfactometer and subsequent analysis of the data in MATLAB (v7.02, The MathWorks, Natwick, MA, USA) using the DLT toolbox (DLT DigitizingTools) (Hedrick, 2008). Three treatment groups were tested: naïve mosquitoes fed on 10% sucrose solution (naïve control) trained mosquitoes fed on 10% sucrose solution (trained treatment) and trained mosquitoes fed on 35 mmol l 𢄡 of CXM in 10% sucrose solution (CXM treatment).

Testing protocols

The testing sessions began when a single mosquito was placed in the starting chamber located at the extremity of the starting arm of the olfactometer and closed in by a transparent Plexiglas® door ( Fig. 1B ). After a 30 s familiarisation period, the door was opened. Led by its positive anemotaxis and optomotor responses (Kennedy, 1940 Takken and Knols, 1999), the insect flew along the starting arm and, at the bifurcation, could choose to follow one of the olfactometer arms, one bearing the stimulus and the other only clean air (plus the associated solvent), by entering into one of the two choice arms. We considered the first choice made by mosquitoes when they crossed the entry of an arm. Females that did not choose or did not leave the starting chamber were considered as not responding and discarded from the preference analyses. On average, 42% of females were motivated to leave the starting chamber of the olfactometer and chose between the two choice arms. For both individually trained and group-trained experiments, more females were active in the trained groups (52% on average) than in the corresponding control groups (33%) (χ 2 test: صπ.001).

تحليل البيانات

For both individual and group experiments, binary data collected in the olfactometer were analysed and all statistical tests were computed using R software (R Development Core Team, 2013). Comparisons were performed by means of the exact binomial test (α=0.05). For each treatment, the choice of the mosquitoes in the olfactometer was compared either with a random distribution of 50% on each arm of the maze or with the distribution of the corresponding control when appropriate. For binary data, the standard errors (s.e.m.) were calculated as (Le, 2003):

أين ص is the observed proportion and ن is the number of observations.

For each experimental group, a preference index (PI) was computed the following way: PI=[(number of females in the test arm – number of females in the control arm)/(number of females in the control arm + number of females in the test arm)]. A PI of +1 indicates that all the motivated insects chose the test arm, a PI of 0 indicates that 50% of insects chose the test arm and 50% the control arm, and a PI of 𢄡 indicates that all insects chose the control arm of the olfactometer (adapted from Schwaerzel et al., 2003). Means of instantaneous flight speeds were analysed in Excel and flight speed comparisons were made in R, by means of Student's ر-test (α=0.05).


شاهد الفيديو: فكره هايله لطرد الناموس في ثلاث دقائق فقط اخدتها من تيتا والله هتدعيلي (شهر نوفمبر 2022).