La diffusione globale delle specie invasive
Uno sguardo su come le specie invasive come Aedes aegypti influenzano la salute e gli ecosistemi.
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Le specie invasive sono piante, animali o altri organismi che non sono nativi di una particolare zona e possono causare danni all'ambiente, all'economia o alla salute umana. Spesso superano le specie locali per le risorse, disturbano gli ecosistemi e possono anche influenzare l'agricoltura. Uno dei modi principali in cui queste specie si diffondono è adattandosi a nuovi ambienti, comprese le aree modificate dagli esseri umani.
Una di queste specie è la zanzara della febbre gialla, che è passata dai suoi habitat originali in Africa a molte parti del mondo. Questa zanzara ha sviluppato una forte relazione con gli esseri umani, che l'ha aiutata a prosperare in nuove aree. Nonostante affronti sfide come la riduzione della Diversità genetica quando si diffonde, questa specie è riuscita ad adattarsi e prosperare.
Col passare del tempo, man mano che le specie invasive si diffondono, le loro popolazioni possono subire cambiamenti significativi. Quando vengono introdotte per la prima volta in una nuova area, spesso attraversano "strozzature", il che significa che i loro numeri crollano drasticamente. Questo può portare a una minore diversità genetica, rendendo più difficile per loro adattarsi a nuove sfide. Tuttavia, alcune specie invasive, in particolare quelle ben adattate agli ambienti umani, possono superare queste sfide iniziali e diffondersi con successo.
La Zanzara della Febbre Gialla: Un Caso Studio
La zanzara della febbre gialla, scientificamente conosciuta come Aedes Aegypti, è un esempio di come le specie invasive possano influenzare la salute umana. Questa zanzara è nota per diffondere malattie come la febbre dengue, il virus Zika e la febbre gialla. Originaria dell'Africa, si è adattata a vivere in aree con popolazioni umane, il che le ha permesso di diffondersi a livello globale.
La zanzara Aedes aegypti ha due forme distinte: una che preferisce vivere vicino agli esseri umani e una che è più generalista. La forma che preferisce gli umani ha mostrato cambiamenti nel comportamento e nelle caratteristiche fisiche che la aiutano a sopravvivere negli ambienti umani. Ad esempio, può tollerare diversi modelli di pioggia, cosa importante per la riproduzione.
Anche se questa zanzara non è una grande volatrice, può percorrere lunghe distanze quando si sposta con gli umani. Può anche sopravvivere per anni in uno stato inattivo, permettendole di riemergere e stabilire nuove popolazioni anche dopo una lunga assenza.
Con la diffusione di Aedes aegypti, ha avuto un impatto notevole sulla salute pubblica nelle Americhe. L'arrivo di questa zanzara e delle malattie che porta ha causato focolai ed epidemie nel corso della storia. Gli sforzi per eradicare la zanzara in alcune regioni hanno visto alcuni successi, ma l'insetto si è dimostrato resistente, spesso ritornando anche dopo un pesante uso di pesticidi.
Introduzione e Diffusione di Aedes aegypti
Si pensa che l'introduzione di Aedes aegypti nelle Americhe sia avvenuta attraverso vari eventi, incluso il commercio degli schiavi, dove le navi portavano inconsapevolmente uova di zanzara oltre oceano. Col tempo, questa specie si è diffusa in varie regioni, comprese Centro e Sud America.
Negli Stati Uniti, questa zanzara è stata confermata per la prima volta nel 1828, ma registrazioni precedenti di focolai di malattie suggeriscono che potrebbe essere stata presente anche prima. La presenza della zanzara è stata collegata a significativi problemi di salute pubblica, incluse ondate di febbre gialla e febbre dengue, in particolare nelle popolazioni vulnerabili.
L'introduzione di Aedes aegypti in diverse parti degli Stati Uniti ha avuto impatti variabili. Region come la Florida hanno visto introduzioni precoci, mentre la California ha registrato arrivi successivi. Nonostante il monitoraggio e le misure di controllo, la presenza della zanzara continua a essere una preoccupazione.
Diversità Genetica e Adattamento
Nonostante abbia subito forti cali di numero quando è stata introdotta in nuovi ambienti, Aedes aegypti ha mostrato la capacità di mantenere la diversità genetica. Studi recenti suggeriscono che le popolazioni di questa zanzara si sono adattate con successo alle condizioni locali, permettendo loro di prosperare.
La diversità genetica è importante per la sopravvivenza di qualsiasi specie. Permette la variabilità, che può essere vantaggiosa quando affronta pressioni ambientali o malattie. Nel caso di Aedes aegypti, anche se ci sono state significative strozzature durante la sua introduzione in nuove aree, la specie è riuscita a mantenere un livello di diversità genetica che supporta il suo continuo adattamento.
Comprendere la Struttura della Popolazione
La struttura della popolazione si riferisce a come diversi gruppi di una specie sono relazionati tra loro e come sono distribuiti su un paesaggio. Nel caso di Aedes aegypti, la ricerca ha mostrato che ci sono popolazioni distinte sparse in varie regioni, ognuna con le proprie caratteristiche genetiche.
In Africa, le popolazioni mostrano differenze chiare, con popolazioni di Aedes aegypti geneticamente distinte l'una dall'altra. Quando introdotte nelle Americhe, sono emerse diverse popolazioni, evidenziando come fattori geografici e sociali possano influenzare la distribuzione delle caratteristiche genetiche.
Analisi recenti hanno identificato che le popolazioni in Sud America e quelle negli Stati Uniti sono probabilmente il risultato di eventi di introduzione multipli, portando a un mix di tratti genetici. Questa complessità sottolinea le sfide che gli scienziati affrontano nel cercare di gestire e controllare questa zanzara invasiva.
Strozzature e Dinamiche della Popolazione
Le strozzature sono eventi critici nella vita di una popolazione che possono influenzare significativamente il suo futuro. Per Aedes aegypti, le strozzature sono avvenute durante la sua introduzione in nuove regioni, riducendo i suoi numeri e, in alcuni casi, la sua diversità genetica.
Questi eventi possono avere implicazioni su quanto bene la zanzara possa adattarsi a nuove sfide, come cambiamenti climatici o lo sviluppo di resistenza ai pesticidi. Nonostante queste sfide, sembra che Aedes aegypti sia riuscita a riprendersi efficacemente, come si vede nelle popolazioni di zanzare in crescita in diverse regioni.
Nelle Americhe in particolare, varie popolazioni di Aedes aegypti hanno mostrato una capacità di recuperare rapidamente dopo le introduzioni iniziali. Questo è notevole considerando che alcune popolazioni hanno subito significative riduzioni nei numeri. Il recupero suggerisce che, anche se la diversità genetica potrebbe essere stata ridotta, rimane abbastanza variazione per supportare la crescita della popolazione.
Il Ruolo del Flusso genico
Il flusso genico è il trasferimento di materiale genetico tra popolazioni, che può svolgere un ruolo significativo nell'evoluzione delle specie invasive. Nel caso di Aedes aegypti, il flusso genico tra le popolazioni può introdurre tratti benefici che aiutano le zanzare ad adattarsi a nuovi ambienti.
Nelle regioni dove le popolazioni sono strettamente correlate, il flusso genico può aiutare a mantenere la diversità genetica, anche dopo una strozzatura. Al contrario, le regioni con meno interazione possono sperimentare una maggiore divergenza genetica, portando a popolazioni distinte con adattamenti unici.
Per Aedes aegypti, studi indicano che, mentre c'è un certo livello di flusso genico tra le popolazioni nelle Americhe, barriere al movimento e distanze geografiche possono limitare questo scambio. Questa situazione crea popolazioni che possono essere più vulnerabili a sfide locali, rendendo fondamentale monitorarle e gestirle in modo efficace.
Implicazioni per gli Sforzi di Controllo
L'adattabilità e la resilienza di Aedes aegypti presentano sfide significative per gli sforzi di controllo mirati a ridurre le sue popolazioni. La capacità della zanzara di prosperare in ambienti diversi, unita alla potenziale per cambiamenti genetici che migliorano la sopravvivenza, complica le strategie esistenti.
Negli ultimi decenni, sono stati esplorati approcci innovativi per controllare Aedes aegypti, tra cui modifiche genetiche e l'uso di predatori. Tuttavia, l'alta diversità genetica della zanzara significa che alcuni individui sono destinati a sopravvivere, creando preoccupazioni sulla lunga durata di efficacia di questi metodi.
In ultima analisi, è necessaria una ricerca continua per comprendere meglio le dinamiche delle popolazioni di Aedes aegypti e la loro capacità di adattarsi. I risultati potrebbero informare future strategie per il controllo delle zanzare e iniziative di sanità pubblica finalizzate a ridurre la diffusione delle malattie collegate a questa specie.
Conclusione
Lo studio delle specie invasive come Aedes aegypti sottolinea le complessità nella gestione e nel controllo delle popolazioni che si sono adattate agli ambienti umani. Dalla comprensione della loro diversità genetica e delle strutture di popolazione al riconoscimento delle sfide poste da strozzature e flusso genico, è chiaro che le specie invasive sono resilienti.
Con la loro continua diffusione, specie invasive come la zanzara della febbre gialla ci ricordano la necessità di un monitoraggio continuo e di strategie di controllo innovative. Man mano che approfondiamo queste sfide, diventa evidente che capire questi ecosistemi dinamici è essenziale per proteggere la salute umana e preservare le specie native.
Titolo: Demographic history and the efficacy of selection in the globally invasive mosquito Aedes aegypti
Estratto: Aedes aegypti is the main vector species of yellow fever, dengue, zika and chikungunya. The species is originally from Africa but has experienced a spectacular expansion in its geographic range to a large swath of the world, the demographic effects of which have remained largely understudied. In this report, we examine whole-genome sequences from 6 countries in Africa, North America, and South America to investigate the demographic history of the spread of Ae. aegypti into the Americas its impact on genomic diversity. In the Americas, we observe patterns of strong population structure consistent with relatively low (but probably non-zero) levels of gene flow but occasional long-range dispersal and/or recolonization events. We also find evidence that the colonization of the Americas has resulted in introduction bottlenecks. However, while each sampling location shows evidence of a past population contraction and subsequent recovery, our results suggest that the bottlenecks in America have led to a reduction in genetic diversity of only [~]35% relative to African populations, and the American samples have retained high levels of genetic diversity (expected heterozygosity of [~]0.02 at synonymous sites) and have experienced only a minor reduction in the efficacy of selection. These results evoke the image of an invasive species that has expanded its range with remarkable genetic resilience in the face of strong eradication pressure.
Autori: Daniel R Matute, T. Kent, D. Schrider
Ultimo aggiornamento: 2024-03-12 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.07.584008
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.07.584008.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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