Il Ruolo della Wolbachia nel Controllo delle Zanzare
Questo articolo esplora come la Wolbachia influisce sulla riproduzione delle zanzare e sul controllo delle malattie.
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Indice
Aedes Aegypti è un tipo di zanzara che si trova comunemente nelle aree tropicali, specialmente dove piove molto. Però, queste zanzare hanno alcune caratteristiche speciali che le aiutano a sopravvivere in condizioni più asciutte. Una delle cose più importanti è come le loro uova possono resistere a seccarsi. Le uova di Aedes aegypti possono rimanere inattive per diversi mesi senza seccarsi del tutto.
In laboratorio, le zanzare femmine hanno dimostrato di poter tenere le loro uova dentro il corpo quando non ci sono posti buoni dove deporle. Possono tenere queste uova per diverse settimane senza perdere la capacità di schiudersi. Questa caratteristica è utile soprattutto per le Aedes aegypti domestiche, che vivono spesso vicino agli esseri umani e hanno imparato a deporre le uova in contenitori creati dall'uomo invece che in corpi d'acqua naturali.
Riproduzione e Comportamenti di Accoppiamento
Le femmine di Aedes aegypti di solito si accoppiano una sola volta nella vita. Dopo l'accoppiamento, conservano lo sperma da usare per deporre le uova durante tutta la loro vita. Curiosamente, l'accoppiamento non deve avvenire subito dopo un pasto di sangue. Infatti, le femmine incinte possono tenere le loro uova fino a quando non trovano un posto adatto per deporle. Questo significa che possono fermare il processo di deposizione delle uova per un bel po'.
La capacità di queste zanzare di mantenere le uova può dipendere dalla loro genetica, ma gli scienziati stanno ancora cercando di capire se le differenze nei loro ambienti influenzino questo aspetto. Ci sono anche altri fattori ereditari che potrebbero influenzare il modo in cui le uova vengono trattenute, compresi piccoli organismi come Wolbachia che vivono dentro le zanzare. I ricercatori stanno esaminando come questi organismi potrebbero essere utilizzati per controllare le malattie diffuse da Aedes aegypti.
Wolbachia e Zanzare
Wolbachia è un tipo di batterio che può vivere dentro certi insetti, comprese le zanzare. Alcuni scienziati stanno ora introducendo Wolbachia nelle Aedes aegypti per cercare di controllare la diffusione di virus come il dengue. Alcuni ceppi di Wolbachia possono bloccare la trasmissione di questi virus e creare una situazione in cui le uova delle femmine non infette hanno meno possibilità di schiudersi se si accoppiano con maschi che portano Wolbachia.
In posti come l'Australia, i trial sul campo hanno dimostrato che rilasciare zanzare con Wolbachia può ridurre il numero di casi di dengue. Queste zanzare possono avere il batterio Wolbachia trasferito da altre specie. Il successo di questi programmi dipende da quanto bene si diffonde il Wolbachia in natura, che a sua volta dipende da quanto bene le madri lo passano alla loro prole.
Sfide per Wolbachia
Nonostante alcuni successi, introdurre Wolbachia nelle popolazioni di zanzare può essere difficile. Diversi fattori possono influenzare questo processo, comprese le interazioni delle zanzare con l'ambiente e la presenza di barriere che impediscono loro di diffondersi. Capire cosa influisce sull'instaurazione di Wolbachia può aiutare gli scienziati a prendere decisioni migliori su dove e quando rilasciare queste zanzare.
Ci sono anche molte ricerche in corso su come Wolbachia influisce sul ciclo di vita delle zanzare. Mentre alcuni effetti possono essere dannosi, come una perdita di Fertilità, altri potrebbero non influenzare aspetti come il successo dell'accoppiamento o la resistenza agli insetti.
Ciclo di Vita di Aedes Aegypti
Il ciclo di vita di Aedes aegypti è importante per capire come Wolbachia influisce sulla fertilità. Le zanzare passano attraverso diverse fasi, dalle uova alle larve fino agli adulti. La presenza di Wolbachia può cambiare il modo in cui queste zanzare si sviluppano e si riproducono. Diversi tratti, come il numero di uova che una femmina depone e quante di queste schiudono, possono essere influenzati dal ceppo di Wolbachia presente nelle zanzare.
Con l'introduzione di ceppi di Wolbachia come wMelM e wAlbB, i ricercatori misurano come le zanzare rispondono a condizioni diverse. Alcuni ceppi possono influenzare la produzione di uova e la qualità delle uova quando le femmine sono costrette a tenere le loro uova più a lungo del solito.
Esperimenti sulla Ritenzione delle Uova
Negli esperimenti controllati, è stato studiato l'impatto di mantenere le uova più a lungo. I ricercatori hanno osservato come diversi ceppi di Wolbachia influenzano il numero di uova che una femmina può deporre e quante di queste schiudono. In un esperimento, le femmine di zanzara sono state tenute in condizioni in cui non potevano deporre le loro uova per 12 o 18 giorni dopo un pasto di sangue.
I risultati hanno mostrato che più a lungo le uova sono state mantenute, meno uova sono schiuse, specialmente per le femmine con il ceppo wMelM di Wolbachia. Questo ceppo ha causato una significativa diminuzione del tasso di schiusa rispetto ad altri gruppi. Tuttavia, il ceppo wAlbB non ha avuto un effetto evidente sulla deposizione delle uova o sulla schiusa, il che indica che diversi ceppi di Wolbachia possono avere impatti diversi.
Recupero della Fertilità
Un'altra area di ricerca ha esaminato se le femmine di Aedes aegypti potessero recuperare la loro capacità di deporre uova dopo essere state costrette a trattenere le loro uova. Dopo il periodo di ritenzione delle uova, alcune femmine hanno avuto la possibilità di deporre di nuovo. È stato osservato che le femmine con il ceppo wMelM avevano un numero inferiore di uova rispetto alle femmine non infette o a quelle con il ceppo wAlbB.
Questo suggerisce che gli effetti di wMelM sulla fertilità erano pronunciati e potrebbero ostacolare la capacità della femmina di riprodursi efficacemente dopo un periodo di ritenzione delle uova. Lo studio ha anche indicato che mentre le femmine potevano riprendersi in parte dopo essere state autorizzate a deporre di nuovo, il numero totale di uova e i tassi di schiusa erano ancora influenzati.
Impatto sulla Conservazione dello Sperma
In aggiunta a come la ritenzione delle uova influisce sulla schiusa, i ricercatori hanno anche indagato se Wolbachia influisca su come le femmine immagazzinano lo sperma. La capacità delle femmine di zanzara di utilizzare lo sperma immagazzinato nel tempo è cruciale per la loro riproduzione. Le femmine che si accoppiano presto possono utilizzare quello sperma per futuri cicli di deposizione delle uova.
Negli esperimenti, i ricercatori hanno confrontato la fertilità delle femmine che si erano accoppiate con i maschi per solo un breve periodo rispetto a quelle che avevano immagazzinato sperma per un periodo più lungo. I risultati hanno mostrato che la qualità dello sperma dei maschi non sembrava cambiare che avessero Wolbachia o meno. Questo suggerisce che gli effetti di Wolbachia potrebbero influenzare più la fertilità femminile che la qualità dello sperma stesso.
Implicazioni Pratiche
Capire la relazione tra Aedes aegypti, Wolbachia e le loro strategie riproduttive è fondamentale per controllare le malattie trasmesse dalle zanzare. I risultati evidenziano l'importanza di scegliere i giusti ceppi di Wolbachia da utilizzare sul campo, poiché ogni ceppo può avere effetti diversi sulla riproduzione delle zanzare.
In aree con schemi di pioggia instabili, la capacità delle femmine di trattenere le uova e quanto bene queste uova schiudono potrebbe influenzare pesantemente il successo dei programmi di controllo basati su Wolbachia. Sapendo quali fattori influenzano la sopravvivenza e la riproduzione di Aedes aegypti, gli scienziati possono pianificare meglio come utilizzare queste zanzare negli sforzi di controllo delle malattie.
Conclusione
Il ruolo di Wolbachia nel ciclo di vita di Aedes aegypti è complesso e importante per gli sforzi volti a controllare malattie come il dengue. Mentre alcuni ceppi possono aiutare a ridurre la diffusione di virus, potrebbero anche comportare costi in termini di fertilità delle zanzare e tassi di schiusa.
I futuri sforzi dovranno prendere in considerazione come questi fattori interagiscono con i cambiamenti ambientali, compresi quelli causati dai cambiamenti climatici. La speranza è che con la ricerca continua, questi programmi di controllo delle zanzare possano essere migliorati e resi più efficaci nella riduzione dei tassi di malattie trasmesse dalle zanzare.
Dando un'occhiata più da vicino agli effetti dei diversi ceppi di Wolbachia su Aedes aegypti, possiamo ottenere informazioni preziose che aiuteranno a sviluppare migliori strategie per gestire le popolazioni di zanzare e le malattie che diffondono.
Titolo: Wolbachia strain wMelM disrupts egg retention by Aedes aegypti females prevented from ovipositing
Estratto: 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.
Autori: Perran A Ross, E. Yeatman, X. Gu, A. A. Hoffmann, B. van Heerwaarden
Ultimo aggiornamento: 2024-06-14 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.12.598754
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.12.598754.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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