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El papel de Wolbachia en el control de mosquitos

Este artículo examina cómo Wolbachia afecta la reproducción de los mosquitos y el control de enfermedades.

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Aedes Aegypti es un tipo de mosquito que se encuentra comúnmente en áreas tropicales, especialmente donde llueve mucho. Sin embargo, estos mosquitos tienen algunas características especiales que les ayudan a sobrevivir en condiciones más secas. Una de las más importantes es que sus huevos pueden resistir la deshidratación. Los huevos de Aedes aegypti pueden mantenerse inactivos durante varios meses sin secarse por completo.

En laboratorios, las hembras han demostrado que pueden guardar sus huevos dentro de sus cuerpos cuando no hay buenos lugares para ponerlos. Pueden mantener estos huevos durante varias semanas sin perder su capacidad de eclosionar. Esta característica es útil especialmente para los Aedes aegypti domésticos, que a menudo viven cerca de humanos y han aprendido a poner sus huevos en recipientes hechos por el hombre en lugar de en cuerpos de agua naturales.

Reproducción y Patrones de Cortejo

Las hembras de Aedes aegypti suelen aparearse solo una vez en su vida. Después de aparearse, almacenan el esperma para usarlo para poner huevos durante toda su vida. Curiosamente, el apareamiento no tiene que suceder justo después de una comida de sangre. De hecho, las hembras embarazadas pueden retener sus huevos hasta que encuentren un lugar adecuado para ponerlos. Esto significa que pueden pausar su proceso de puesta de huevos por un buen tiempo.

La capacidad de estos mosquitos para mantener sus huevos puede depender de su genética, pero los científicos aún están tratando de averiguar si las diferencias en sus entornos juegan un papel en este aspecto. También hay otros factores heredados que podrían afectar cómo se retienen los huevos, incluyendo pequeños organismos como Wolbachia que viven dentro de los mosquitos. Los investigadores están analizando cómo estos organismos podrían usarse para controlar enfermedades que propaga Aedes aegypti.

Wolbachia y Mosquitos

Wolbachia es una bacteria que puede vivir dentro de ciertos insectos, incluidos los mosquitos. Algunos científicos están introduciendo Wolbachia en Aedes aegypti para intentar controlar la propagación de virus como el dengue. Ciertas cepas de Wolbachia pueden bloquear la transmisión de estos virus y crear una situación donde los huevos de hembras no infectadas tienen menos probabilidades de eclosionar si se aparean con machos que llevan Wolbachia.

En lugares como Australia, las pruebas de campo han mostrado que liberar mosquitos con Wolbachia puede reducir el número de casos de dengue. Estos mosquitos pueden recibir la bacteria de Wolbachia de otras especies. El éxito de estos programas depende de qué tan bien se propaga Wolbachia en la naturaleza, lo cual a su vez depende de qué tan bien las madres se lo transmiten a su descendencia.

Desafíos para Wolbachia

A pesar de algunos éxitos, introducir Wolbachia en poblaciones de mosquitos puede ser complicado. Varias cosas pueden impactar este proceso, incluyendo cómo los mosquitos interactúan con su entorno y la presencia de barreras que evitan su propagación. Entender qué afecta el establecimiento de Wolbachia puede ayudar a los científicos a tomar mejores decisiones sobre dónde y cuándo liberar estos mosquitos.

También se está investigando mucho sobre cómo Wolbachia influye en el ciclo de vida de los mosquitos. Si bien algunos efectos pueden ser dañinos, como una pérdida de Fertilidad, otros pueden no influir en aspectos como el éxito del apareamiento o la resistencia a insecticidas.

Ciclo de Vida de Aedes Aegypti

El ciclo de vida de Aedes aegypti es importante para entender cómo Wolbachia afecta la fertilidad. Los mosquitos pasan por varias etapas, desde huevos a larvas y luego adultos. La presencia de Wolbachia puede cambiar cómo se desarrollan y reproducen estos mosquitos. Diferentes características, como cuántos huevos pone una hembra y cuántos de esos huevos eclosionan, pueden verse afectadas por la cepa de Wolbachia presente en los mosquitos.

Con la introducción de cepas de Wolbachia como wMelM y wAlbB, los investigadores miden cómo responden los mosquitos en diferentes condiciones. Algunas cepas pueden afectar la producción de huevos y la calidad de los huevos cuando las hembras se ven obligadas a retener sus huevos más tiempo de lo normal.

Experimentos sobre Retención de Huevos

En experimentos controlados, se ha estudiado el impacto de mantener los huevos por períodos más largos. Los investigadores observaron cómo diferentes cepas de Wolbachia afectan el número de huevos que una hembra puede poner y cuántos de esos eclosionan. En un experimento, las hembras se mantuvieron en condiciones donde no podían poner sus huevos durante 12 o 18 días después de una comida de sangre.

Los resultados mostraron que cuanto más tiempo se retuvieron los huevos, menos huevos eclosionaron, especialmente para las hembras con la cepa wMelM de Wolbachia. Esta cepa causó una caída significativa en la tasa de eclosión en comparación con otros grupos. Sin embargo, la cepa wAlbB no tuvo un efecto notable en la puesta de huevos o la eclosión, lo que indica que diferentes cepas de Wolbachia pueden tener distintos impactos.

Recuperación de la Fertilidad

Otra área de investigación investigó si las hembras de Aedes aegypti podrían recuperar su capacidad de poner huevos después de haber estado forzadas a retenerlos. Después del período de retención de huevos, algunas hembras tuvieron la oportunidad de poner huevos nuevamente. Se observó que las hembras con la cepa wMelM tenían un número menor de huevos en comparación con hembras no infectadas o aquellas con la cepa wAlbB.

Esto sugiere que los efectos de wMelM en la fertilidad eran pronunciados y podrían dificultar la capacidad de la hembra para reproducirse efectivamente después de un período de retención de huevos. El estudio también indicó que aunque las hembras podrían recuperarse algo después de poder poner huevos nuevamente, el conteo total de huevos y las tasas de eclosión todavía se vieron afectadas.

Impacto en el Almacenamiento de Esperma

Además de ver cómo la retención de huevos afecta la eclosión, los investigadores también analizaron si Wolbachia afecta cómo las hembras almacenan esperma. La capacidad de las hembras de usar esperma almacenado a lo largo del tiempo es crucial para su reproducción. Las hembras que se aparean temprano pueden usar ese esperma para futuros ciclos de puesta de huevos.

En los experimentos, los investigadores compararon la fertilidad de hembras que se aparearon con machos solo por un corto tiempo frente a aquellas que habían almacenado esperma por un período más largo. Los resultados mostraron que la calidad del esperma de los machos no parecía cambiar si tenían Wolbachia o no. Esto sugiere que los efectos de Wolbachia podrían influir más en la fertilidad femenina que en la calidad del esperma en sí.

Implicaciones Prácticas

Entender la relación entre Aedes aegypti, Wolbachia y sus estrategias reproductivas es esencial para controlar enfermedades transmitidas por mosquitos. Los hallazgos subrayan la importancia de elegir las cepas adecuadas de Wolbachia para implementar en el campo, ya que cada cepa puede tener diferentes efectos en la reproducción de los mosquitos.

En áreas con patrones de lluvia inestables, la capacidad de las hembras para retener huevos y qué tan bien eclosionan esos huevos podría influir fuertemente en el éxito de los programas de control basados en Wolbachia. Al conocer qué factores impactan la supervivencia y reproducción de Aedes aegypti, los científicos pueden planear mejor cómo usar estos mosquitos en esfuerzos de control de enfermedades.

Conclusión

El papel de Wolbachia en el ciclo de vida de Aedes aegypti es complejo e importante para los esfuerzos de control de enfermedades como el dengue. Si bien algunas cepas pueden ayudar a reducir la propagación de virus, también pueden conllevar costos en términos de fertilidad y éxito en la eclosión de los mosquitos.

Los esfuerzos futuros deberán considerar cómo estos factores interactúan con los cambios ambientales, incluidos aquellos provocados por el cambio climático. La esperanza es que, con la investigación continua, estos programas de control de mosquitos puedan mejorar y hacerse más efectivos para reducir las tasas de enfermedades transmitidas por mosquitos.

Al observar más de cerca los efectos de diferentes cepas de Wolbachia en Aedes aegypti, podemos obtener valiosos conocimientos que ayudarán a desarrollar mejores estrategias para manejar las poblaciones de mosquitos y las enfermedades que propagan.

Fuente original

Título: Wolbachia strain wMelM disrupts egg retention by Aedes aegypti females prevented from ovipositing

Resumen: Aedes aegypti mosquitoes are well adapted to dry climates and can retain their eggs for extended periods in the absence of suitable habitat. Wolbachia strains transferred from other insects to mosquitoes can be released to combat dengue transmission by blocking virus replication and spreading through populations, but host fitness costs imposed by Wolbachia, particularly under some environments, can impede spread. We therefore assessed the impact of two Wolbachia strains being released for dengue control (wAlbB and wMelM) on fecundity and egg viability following extended egg retention (12 or 18 d) under laboratory conditions. Egg viability decreased to a greater extent in females carrying wMelM compared to uninfected or wAlbB females. Fertility fully recovered in uninfected females following a second blood meal after laying retained eggs, while wMelM females experienced only partial recovery. Effects of wMelM on egg retention were similar regardless of whether females were crossed to uninfected or wMelM males, suggesting that fitness costs were triggered by Wolbachia presence in females. The fecundity and hatch proportions of eggs of wMelM females declined with age, regardless of whether females used stored sperm or were recently inseminated. Costs of some Wolbachia strains during egg retention may affect the invasion and persistence of Wolbachia in release sites where larval habitats are scarce and/or intermittent.

Autores: Perran A Ross, E. Yeatman, X. Gu, A. A. Hoffmann, B. van Heerwaarden

Última actualización: 2024-06-14 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.12.598754

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.12.598754.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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