Bionomía y modelos de abundancia estacional de las especies del género Culicoides (Diptera; Ceratopogonidae) en España, con especial interés en los vectores del virus de la Lengua Azul

Abstract

[spa] . Introducción: Las hembras de varias especies de insectos del género Culicoides (Diptera; Ceratopogonidae) transmiten arbovirus que afectan a rumiantes domésticos y salvajes tales como el virus de la Lengua Azul, de la Peste Equina Africana, el virus de Schmallenberg y el virus de la enfermedad hemorrágica epizoótica. La llegada y expansión de enfermedades de origen tropical o subtropical transmitidas por insectos vectores causan importantes problemas tanto médico-veterinarios como económicos, por lo tanto, el conocimiento de la biología y ecología de esos vectores es crucial para comprender la transmisión de arbovirosis y otros patógenos. Gracias a esos conocimientos podemos actuar en el momento preciso poniendo en marcha las medidas necesarias para su control y así evitar una posible epidemia o minimizar sus efectos. . Contenido de la investigación: El presente trabajo tiene dos objetivos fundamentales: 1.Estudiar la dinámica poblacional y fenología de especies de Culicoides vectores del virus de la Lengua Azul en España, donde se analizará la distribución y estacionalidad de hembras paras y nulíparas; se determinarán los factores ambientales implicados en la fenología de estas especies gracias a Modelos Bayesianos Generalizados Lineales Mixtos (GLMM) y se estudiaran los factores ambientales incluyendo el efecto indirecto de la abundancia poblacional de Culicoides sobre el periodo de actividad de hembras nulíparas y paras gracias a los Análisis de Trayectorias (Path analysis models). 2.Estudiar la bionomía de Culicoides asociados a granjas en las Islas Baleares, donde se determinarán los valores bionómicos básicos de diferentes especies en condiciones de laboratorio comparando distintos métodos con la finalidad de establecer una futura colonia en cautividad; además, se compararán resultados bionómicos de individuos a distintas temperaturas utilizando dos poblaciones diferentes. . Conclusión El análisis de la variación estacional latitudinal de la PF demostró que C. imicola no está presente en las provincias del norte mientras que las especies del complejo Obsoletus son las mayoritarias en dichas provincias. Además, se han encontrado provincias en las que hubo periodos del año donde no se capturaron individuos de ninguna especie vector, lo cual se debe tener en cuenta a la hora de calcular el Periodo Estacionalmente Libre de Vectores. C. newsteadi y C. pulicaris mostraron la población más elevada en Toledo, posiblemente debido a su preferencia a las zonas de interior. Culicoides imicola mostró que su periodo estacional fue más largo en zonas poco elevadas y más corto en zonas con una elevada acumulación de días con temperaturas sobre los 10ºC y precipitaciones altas durante el invierno. Para las especies del complejo Obsoletus, el periodo de actividad de las hembras adultas también fue más prolongado en zonas poco elevadas con mayor número de horas de sol y temperaturas más cálidas en primavera y otoño, así como en zonas con altas precipitaciones en otoño y gran abundancia de ganado bovino. Las hembras de C. newsteadi se relacionaron con inviernos cálidos, otoños cálidos con altas precipitaciones y áreas agroforestales con vegetación esclerófila y poca pendiente en el terreno. C. pulicaris mostró períodos de adultos más largos en sitios con un elevado número de días con temperaturas mayores a 10ºC durante el invierno. Las especies C. paolae y C. circumscriptus parecieron ser las más adecuadas para la cría en condiciones de laboratorio debido a sus tasas elevadas de oviposición, ciclo de vida corto, elevada supervivencia de la fase adulta y elevado porcentaje de hembras en la progenie. Temperaturas bajas mostraron una mayor tasa de supervivencia de adultos, un tiempo de oviposición más largo y periodos más largos de las fases inmaduras; mientras que las temperaturas elevadas aumentaron el número de huevos, el porcentaje de pupado, la emergencia de adultos y la velocidad de crecimiento de las larvas.

[cat] Introducció: Les femelles de diverses espècies d'insectes del gènere Culicoides (Diptera; Ceratopogonidae) transmeten arbovirus que afecten a remugants domèstics i salvatges com ara el virus de la Llengua Blava, el de la Pesta Equina Africana, el virus de Schmallenberg i el virus de la malaltia hemorràgica epizoòtica. L'arribada i expansió de malalties d'origen tropical o subtropical transmeses per insectes vectors causen importants problemes tant mèdic-veterinaris com econòmics, per tant, el coneixement de la biologia i ecologia d'aquests vectors és crucial per comprendre la transmissió d’arbovirosis i altres patògens. Gràcies a aquests coneixements podem actuar en el moment precís posant en marxa les mesures necessàries per al seu control i així evitar una possible epidèmia o minimitzar-ne els seus efectes. . Contingut de la investigació: El present treball té dos objectius fonamentals: 1. Estudiar la dinàmica poblacional i fenologia d'espècies de Culicoides vectors del virus de la Llengua Blava a Espanya, on s'analitzarà la distribució i estacionalitat de femelles pares i nul·lípares; es determinaran els factors ambientals implicats en la fenologia d'aquestes espècies gràcies a Models Bayesians Generalitzats Lineals Mixtes (GLMM) i s'estudiaran els factors ambientals incloent l'efecte indirecte de l'abundància poblacional de Culicoides sobre el període d'activitat de femelles nul·lípares i pares gràcies al Anàlisis de Trajectòries (Path analysis models). 2. Estudiar la bionomia de Culicoides associats a granges a les Illes Balears, on es determinaran els valors bionòmics bàsics de diferents espècies en condicions de laboratori comparant diferents mètodes, amb la finalitat d'establir una futura colònia en captivitat; a més, es compararan resultats bionòmics d'individus a diferents temperatures emprant dues poblacions diferents. . Conclusió: L'anàlisi de la variació estacional latitudinal de la PF va demostrar que a les províncies del nord d’Espanya C. imicola no esta present mentre que les espècies del complex Obsoletus son les espècies majoritàries a aquestes províncies. A més, s’han trobat províncies on hi va haver períodes de l'any on no es va capturar cap individu de les espècies vectors de Llengua Blava, la qual cosa s'ha de tenir en compte a l'hora de calcular el Període Estacionalment Lliure de Vectors. C. newsteadi i C. pulicaris foren igualment presents a totes les províncies analitzades mostrant la població més elevada a Toledo, possiblement a causa de la preferència d’aquestes espècies per a les zones d'interior. Culicoides imicola va mostrar que el seu període estacional va ser més llarg en zones poc elevades y més curt a zones amb major acumulació de dies amb temperatures sobre els 10ºC i precipitacions elevades durant l'hivern. Per a les espècies del complex Obsoletus, el període d'activitat de les femelles adultes també va ser més perllongat en zones poc elevades amb major nombre d’hores de sol i temperatures mitjanes més càlides a la primavera i a la tardor; així com en zones amb altes precipitacions a la tardor i gran abundància de bestiar boví. Les femelles de C. newsteadi foren relacionats amb hiverns càlids, tardors càlides amb altes precipitacions i àrees agroforestals amb vegetació escleròfil·la i poca pendent en el terreny. D'altra banda, C. pulicaris va mostrar períodes més llargs dels adults en llocs amb alta acumulació de dies sobre els 10ºC durant l'hivern. Les espècies C. paolae i C. circumscriptus van semblar ser les més adequades per a la cria en condicions de laboratori degut a les seves elevades taxes d‘oviposició, cicle de vida curt, elevada supervivència de la fase adulta i elevat percentatge de femelles en la progènie. Les temperatures baixes van augmentar la taxa supervivència dels adults i el temps de oviposició, a més d’un augment dels períodes de les fases juvenils; mentre que temperatures elevades van augmentar el nombre d'ous, el percentatge de pupat, l'emergència d'adults i la velocitat del creixement larvari.

[eng] . Introduction: Females of several biting midges species from genus Culicoides (Diptera; Ceratopogonidae) transmit arboviruses affecting wild and domestic ruminants such as Bluetongue, African Horse sickness, Schmallenberg virus and Epizootic Haemorrhagic disease viruses. The arrival and expansion of tropical or subtropical diseases transmitted by insect vectors cause important medical-veterinary and economic impacts; therefore, the knowledge of the biology and ecology of these vectors is crucial to understand the transmission of arbovirosis and other pathogens. Then, we can implement the necessary measures at the correct timing for its control, avoiding possible outbreaks or minimize its effects. . Research content: This work has two main objectives: 1. A study of the population dynamics and phenology of Culicoides Bluetongue virus vector species in Spain; an analysis of the distribution and seasonality of parous and nulliparous females; the environmental factors involved in the phenology of these species determined with Mixed Linear Generalized Bayesian Models (GLMM) and a study of environmental factors including the indirect effect of Culicoides population abundance on the period of activity of parous and nulliparous females through Path Analysis models. 2. A study of the bionomics of Culicoides associated with farms in the Balearic Islands. The basic bionomic values of different species in laboratory conditions were determined by comparing different methods to establish a future colony in the laboratory; in addition, we compared bionomic results at different temperatures using two different populations . Conclusion The analysis of the latitudinal seasonal variation of PF in Spain has demonstrated that Northern provinces showed absence of C. imicola during the whole year while the Obsoletus species were more present in Northern areas. In fact, depending on the province and the species, there were periods of the year were no individuals of any vector species were collected, which should be taken into account in order to calculate the Seasonally Vector-Free Period. C. newsteadi and C. pulicaris were equally present in all analysed provinces showing the highest population in Toledo, probably related to their inland preferences. For C. imicola, the length of the female adult season was longest in sites at low elevation and shortest with more accumulated degree days over 10ºC and higher rainfall during winter. For Obsoletus complex species, female adult seasons were also longest in sites at low elevation, with long spring and autumn daylight hours and warmer spring and autumn average temperatures as well as in sites with high precipitation in autumn and high abundance of cattle. Culicoides newsteadi showed early appearance and long adult seasons in sites with warm winters and autumns and high precipitation in autumn, and in sites with higher coverage of agro-forestry with schlerophyllous vegetation and gently sloping land. Meanwhile, C. pulicaris showed longer adult periods in sites with high number of accumulated degree days over 10ºC during winter. Culicoides paolae and C. circumscriptus seemed to be the most suitable for laboratory rearing due to their high oviposition rates, short life-cycle, long adult lifespan and female biased sex ratio. Low temperatures increased the adult lifespan, time to oviposit and life-cycle development whereas high temperatures increased the number of eggs, percentages of pupation and adult emergence as well as the larvae growth rate.