Auf der Spur des Asiatische Tigermücke

Wissenschaftler nutzen die neue Disziplin der Landschaftsgenetik, eine " fliegende Spritze ' folgen


Aedes albopictus , die Asiatische Tigermücke , ist ein aggressiver Tagespartieund eine potenzielle Krankheitsüberträgern . Laborstudien haben gezeigt, dass zwei Dutzend Viren können in der Mücke reproduzieren , aber es ist bisher der Ausbreitung nur die chickunguna Virus in der US vermutet
Bildnachweis: CDC

Die Asiatische Tigermücke ( Aedes albopictus ), die in Südostasien beheimatet ist , wurde in Houston im Jahr 1985. Bis 1986 entdeckte er St. Louis und Jacksonville, Florida . Heute erreicht hatte sie in all der Südstaaten und so weit gefunden werden Norden als Maine.

Ein aggressiver Tages biter , Ae . albopictus hat eine Affinität für den Menschen und ist auch ein Vektor für die menschliche Krankheit, sagte Kim Medley , PhD, Interimsdirektor des Tyson Research Center an der Washington University in St. Louis.

Die Mücke kam in den USA an der Verbringung von gebrauchten Reifen aus Japan. Ae . albopictus legt Eier , die noch überleben können, wenn überhaupt Wasser verdampft , so dass sie sehr leicht zu transportieren, das Medley . "Es ist allgemein anerkannt, dass der Welthandel und Reisen haben für viele Arten Einführungen geführt , " sagte sie.


Die Palette der Ae . albopictus in den USA im Jahr 2010 .
Credit: Medley

"Aber wie eingeführte Arten zu verbreiten und die Anpassung an neue Bedingungen nach der Einführung ist weniger gut verstanden ", sagte sie .

Zu rekonstruieren, was passiert ist, Medley und ihre Kollegen an der University of Central Florida wandte sich an die neue Disziplin der Landschaftsgenetik . Korrelieren genetische Muster mit Landschaftsmuster , schlossen sie, dass die Mücke hatte durch menschliche gestützte "springen" Zerstreuung , gefolgt von langsamer regionale Streuung gereist.

Die Sprünge aufgetreten ist, wenn Mücken hitched eine Fahrt in Autos oder Lastwagen , Reisen in Stil up wichtigen Autobahnen.

Ihre Studie , in der Online-Ausgabe von Molecular Ecology veröffentlicht wurde, ist eines von nur einer Handvoll von LandschaftsgenetikStudien , um eine invasive Arten und die erste zu erkennen, per Anhalter zu verfolgen.


Die chickungunya Virus , eines von mehreren bekannten , durch Ae übertragen werden. albopictus , gezeigt hier oft seine wahre Größe von etwa 70 Nanometer ( 0,000003 inch) .
Credit: Die Elektronenmikroskopie Data Bank

Medley Sorge ist nicht, dass Gärtner in Innenräumen betrieben werden , sondern dass die menschliche gestützte Verbreitung wird die Anpassung der Mücken und der Viren sie an ihre neue Umgebung und zueinander führen kann beschleunigen.

Bisher in diesem Jahr der Staat Florida hat 11 Fälle von lokal übertragen chickungunya , eine Krankheit, original nach Afrika , die nicht in Amerika bis 2013 gesehen wurde berichtet .

" Die Bewegung der invasiven Arten durch menschliche gestützte Transport kann weitreichende Folgen haben , " sagte Medley .

Eine geschickte Stück Abzug

Blick auf eine Karte der aktuellen Palette von Ae . albopictus in den USA , ist es unmöglich zu wissen, wie die Mücke von seinem Ort der Einfuhr zu verbreiten , obwohl es hätte kaum durch Flügelkraftallein gewesen , da ein Erwachsener fliegt weniger als einen Kilometer in seiner Lebenszeit .

"Selbst Darwin, in den 1800er Jahren , war daran interessiert, wie Spezies reisen von Punkt A nach Punkt B ", sagte Medley . "Aber Messung Verbreitung Raten von Hand ist fast unmöglich ", sagte sie . "Ich habe es versucht . Sie können Mücken Staub und freigeben und dann versuchen, sie wieder einzufangen , aber die Erfassung genug von den Veröffentlichungen zu erreichen jede feste Schlussfolgerung ist wirklich schwierig. "

So , herauszufinden, wie Ae . albopictus Spread aus der Reifenstapel in Houston, verwendeten die Wissenschaftler eine Technik, die auf High-Tech -Tools wie Genotypisierung und GIS beruht . Zuerst von Französisch Wissenschaftler im Jahr 2003 eingeführt wurde, bietet Landschaftsgenetikeinen Weg, um gründlich zu testen konkurrierende Hypothesen für Zerstreuung .

Als einen ersten Schritt, den sie hatte , um die genetische Struktur des US Ae herzustellen. albopictus Bevölkerung. Ein Container Mücke, Ae . albopictus legt seine Eier nur über der Wasserlinie in alten Reifen , Blumentopfuntertassen, Wasserschalen , Vogeltränken und Friedhof Blumenvasen .

Um die Mückenpopulation die Wissenschaftler gesammelt Larven aus verlassenen Blumenvasen auf Friedhöfen sowohl am Rand und innerhalb des Kerns der Mücken ' US Bereich in ländlichen und städtischen Gebieten zu probieren.

" Die grünen Zylinder mit der Spitze an der Unterseite sind die besten für das Sammeln von unreifen Stadien der Mücken, " Medley sagte .

Die unreifen Moskitos zu Erwachsenen im Labor angehoben, die Spezies genau identifiziert werden konnte (es gibt 174 anerkannte Spezies in den USA) und dann wurde die DNA aus abgeschnitten Beine extrahiert und bei neun verschiedenen Mikroorteeingegeben .

Die Wissenschaftler verglichen dann die genetische Struktur des Moskitopopulationzu derjenigen von 52 verschiedenen Modellen von Moskito Zerstreuung , die verschiedentlich berücksichtigte Lebensraum und Autobahnen vorhergesagt.

Es stellte sich heraus , dass Genfluss über lange Strecken mit Autobahnen und Wassermassen korreliert. Die Leute hatten Mücken aus dem Kern ihrer Reichweite bis zu ihrem Rand entlang von Autobahnen durchgeführt wird, wahrscheinlich von Sattelanhängern oder in Autos. Feuchtgebiete und Seen waren wichtig , nicht weil sie Zuchtanlagen, sondern weil sie dazu neigen, in Bereichen, in denen häufige Niederschläge Minen künstlichen Behältern und unterstützt Moskitowachstumauftreten .

Die Forscher betrachteten auch genauer an , was am Rand Bereich passiert. Da Ae . albopictus legt Eier in Baumhöhlen und wird oft gefunden ruhen zu Waldrändern , sie erwarteten Wäldern am nördlichen Rand des Moskitos ' Bereich als natürliche Korridore für Zerstreuung zu handeln.

Es stellte sich heraus Wälder waren Barrieren anstatt Korridore , vielleicht weil Ae . albopictus war nicht in der Lage , um die native treehole Moskito verdrängen , Ae . triseriatus .

Der Wald Befund ist ein interessantes Beispiel für die Fähigkeit des Landschaftsgenetik, Annahmen zu testen, sagte Medley .

Warum MoskitoautoreisenMaterie

Das Verständnis Mückenverbreitungist wichtig, weil der Mücke Gene zu gehen , wo es geht . MenschengestützteGenfluss zwischen Mückenpopulationen kann eine Art Sammelsurium an die genetischen Möglichkeiten, die sie braucht, um schnell an neue Bedingungen zu geben, sagte Medley .

Ae . albopictus bereits weiter nördlich in den USA als erwartet, angesichts seiner begrenzten Winterhärte in ihrem heimischen Bereich zu verbreiten. Unter Selektionsdruck am Rand ihres Verbreitungsgebietes , die Mücken könnten Eier , die zur Verkürzung Tagen und dem Einbruch des Winters , indem Sie in einem Ruhezustand reagieren, sagte Medley .

Dispersal stört auch das Gleichgewicht zwischen der Mücke, die Konkurrenzprodukte , Hosts und Krankheitserreger , die Erhöhung der Möglichkeit, dass exotische Moskitos übertragene Viren in der Lage sein , die Vorteile der neuen kosmopolitischen Vektor zu ergreifen, um in die USA zu bewegen

Die Geschichte eingeführt Ae . albopictus und Krankheit ist nicht ermutigend, sagte Medley , zu beschreiben, was passiert ist, als Ae . albopictus erreicht Indien und den Indischen Ozean. Der opportunistische Virus, das Vorteil der Verbreitung in diesem Fall nahm war chickungunya .

Chickungunya , eine virale Infektion , gekennzeichnet durch spiking Fieber und schweren Gelenkschmerzen , wurde zum ersten Mal in Afrika im Jahr 1955 , wo sie von Ae verbreiten beschrieben . aegypti , die dominante Moskito dort.

Das Virus verbreitet aus Afrika auf die Inseln im Indischen Ozean , das Erreichen der Insel Réunion , im Jahr 2005 Ae . aegypti war abwesend oder in geringer Anzahl auf Réunion und Ae vorhanden . albopictus war die dominierende Mücke. Im nächsten Jahr gab es 265.000 klinische Fälle von chickungunya in Réunion und 237 Todesfällen ( bei einer Bevölkerung von 770.000 ) .

Forschung am Institut Pasteur in Paris zeigte Stämme des Virus zirkuliert in Réunion hatte eine genetische Mutation, die es einfacher für das Virus zu infizieren Ae gemacht . albopictus . Das hat nicht beweisen, Ae . albopictus war der Vektor für die Epidemie , aber das Timing nachdrücklich empfohlen einer Verbindung.

Auch in diesem Jahr , das Virus wurde in Indien aus Ostafrika eingeführt , wo er unterzog die gleiche Mutation wie in Réunion . Diese seltene doppelte Mutation , genannt eine evolutionäre Konvergenz , ist in der Regel ein Zeichen der starken Selektionsdruck , das Medley .

Bedingungen in den USA sind reif für eine ähnliche Veranstaltung . Sowohl Ae . albopictus und Ae . aegypti Moskitos sind Behälter , aber Ae . albopictus Larven heraus-konkurrieren alles in einem künstlichen Behälter außer räuberischen Larven , sagte Medley . So wie Ae . albopictus hat zerstreut, es Ae herausgedrückt wurde . aegypti.It ist jetzt der dominierende Moskito über Florida, Medley , sagt , wo lokale Mücken haben vector chickungunya und Ae begonnen. albopictus ist ein eher suspekt.

Was ist zu tun ?

Ae . albopictus ist nun auch in den USA gegründet , also was Lager haben die Ergebnisse haben auf das, was wir jetzt tun? Medley legt nahe , dass sie Moskito-Kontrolle Bemühungen zu informieren , vor allem auf den Bereich Rand , wo die Bevölkerung ist fragmentiert und Subpopulationen blinkt ein und aus natürlich und als Ergebnis der lokalen Ausrottung .

"Wenn wir zu beseitigen eine lokale Bevölkerung, sondern verlassen Ausbreitungswege offen , wir sind gerade dabei, wieder Einführungen haben ", sagte sie .

"Aber", sagte sie, " meine breitere Anliegen ist die Wirkung des menschlichen gestützte Verbreitung über Evolution , sowohl die Anpassung der Mücke zum nördlichen Klimazonen und seine Ko-Evolution mit Chikungunya . Durch Anhalten menschlichen gestützte Verbreitung der Mücken , wir vielleicht in der Lage , um die weitere Ausbreitung der Mücken und die Krankheiten, die sie Vektor zu verhindern. "

So fahren Sie den Übertragungswegen , aber wir müssten das Risiko ernster als wir jetzt tun zu nehmen.

Immerhin einer der Behälter Ae . albopictus Gefälligkeiten sind jene kleine Töpfe von " Lucky Bamboo " auf Amazon und eBay , und bei Target , Home Depot, Walmart, Walgreens und vielen anderen Einzelhandelsgeschäften verkauft .