Biología teórica, modelo y experimentos aplicados al entendimiento de la dinámica poblacional del mosquito Aedes aegypti

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2015-03-30

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Temas:

AEDES AEGYPTI - DESARROLLO DE ESTADIOS PREIMAGINALES - DINAMICA POBLACIONAL - PROCESO ESTOCASTICO - FACTORES AMBIENTALES - AEDES AEGYPTI - PREIMAGINAL DEVELOPMENT STAGES - POPULATION DYNAMICS - STOCHASTIC PROCESS - ENVIRONMENT FACTORS

Descripción:

El mosquito Aedes aegypti es el principal vector de importantes enfermedadesvirales, como el dengue, la fiebre amarilla y la fiebre chikungunya. El dengue esuna enfermedad de gran relevancia para la salud pública mundial hoy en día,mientras que una pandemia de chikungunya se expande por América y está a laspuertas de la Argentina. Para el estudio de una posible epidemia, es necesariotener conocimiento de la población de mosquitos adultos. Particularmente, lapoblación de hembras representan un factor clave, pues para completar su ciclode ovogénesis deben ingerir sangre, transmitiendo de este modo la enfermedad. Para planear métodos de control sobre la población de mosquitos, se requiereuna comprensión teórica de su desarrollo con capacidad predictiva. En esta Tesisse estudia la dinámica poblacional del mosquito Aedes aegypti mediante el diseñode un modelo estocástico no lineal explícitamente espacial llamado aedesBA. Matemáticamente, consiste en un proceso de Markov no lineal, normalmenteconcebido como un proceso de Poisson denso-dependiente con tiempos exponencialmentedistribuidos. Las características no lineales se introducen a travésdel mecanismo de regulación de la población: la competencia intraespecífica enel estado larval. Inicialmente, de los factores ambientales, el modelo solo considerabala temperatura como factor relevante. Sin embargo es bien sabido que laeclosión de los huevos del mosquito Aedes aegypti tiene una fuerte correlacióncon la inundación del sitio de cría. Se vio que al introducir este factor comodisparador de la eclosión era necesario introducir un mecanismo de regulaciónde la población con mayor realismo que el mecanismo efectivo usado en primerlugar. Algunos experimentos biológicos indican la existencia de una dilataciónen los tiempos de pupación a medida que escasea el alimento en la etapa larval. Sin embargo, con este solo fenómeno no se obtuvieron resultados razonables porlo que para obtener un regulador adecuado hubo que considerar conjuntamenteotros factores. Estos otros factores que mostraron ser lógicos y presentan resultadosexperimentales que los respaldan son: un incremento de la mortalidadde larvas a partir de ciertos niveles de escasez de alimentos y una eclosión dehuevos también relacionada con la cantidad de alimento disponible en el sitio decría. Se sumó entonces a la ecología del mosquito la dinámica de la abundanciade comida disponible en la etapa larval. Utilizando datos de campo asociadosa la positividad de ovitrampas, se puso a prueba el nuevo modelo poblacionalaedesBA. Se encontró un buen desempeño en la descripción de estos datos experimentales,consiguiendo una buena adaptación a las temporadas de mosquitoscon periodos de sequía y normales, siendo particularmente bueno al final de latemporada. Sin embargo presenta dificultades en el seguimiento de lluvias aisladasdando una sobredispersión, como también una actividad de oviposiciónexcesiva al principio de la temporada. Estas dificultades, se asociaron a una pobredescripción del proceso de desarrollo de las larvas y también a una posiblesobre estimación en la fecundidad. A pesar de que varios experimentos muestran dilatación del tiempo en el estadíolarval debido a una disminución de los alimentos, los resultados no siempreresultan comparables. Esto ocurre principalmente debido a que los protocolosexperimentales utilizados no permiten un desacople entre el desarrollo del individuoy la dinámica propia de la comida. Además no se encuentran discusionesrespecto a la dispersión alrededor de estos tiempos medios de maduración. Serealizó un experimento que permitió estudiar los tiempos de desarrollo con respectoa la densidad de recursos disponibles. Se dispusieron conjuntos iniciales de 30 larvas a distintos niveles de comida que se mantuvieron constantes a lo largodel experimento. Diariamente se contó el número de larvas en cada estadío, latemperatura se mantuvo constante y las alas de los adultos emergentes fueronmedidas. Se propuso un modelo de desarrollo en donde, para madurar, el mosquitodebe progresar desde su estado inmaduro hasta la adultez, en sucesivosestadíos intermedios. Estos estadíos se encuentran exponencialmente distribuidos,de acuerdo a dos diferentes tasas; una tasa dependiente de la abundancia decomida y la otra independiente de ésta. Además, se presenta un modelo generalpara el crecimiento corporal, pues la fecundidad está relacionada con el peso deladulto. Estos dos modelos, el de maduración y el de desarrollo corporal, acopladospueden explicar los resultados experimentales obtenidos. Mientras haycomida en abundancia los estadíos intermedios tienen la misma duración, peroal escasear, el tiempo transcurrido en los estadíos dependientes de la comida sevuelve considerablemente más grande. En consecuencia los tiempos medios dedesarrollo aumentan y la cohorte se dispersa, de forma tal que la varianza sigueuna relación cuadrática con el tiempo medio. Esto indica que la dispersión dela cohorte responde a las mismas causas que a los atrasos en la maduración. Este conocimiento junto a datos reportados dan un indicio de que el entornonatural (es decir, fuera del laboratorio) del mosquito podría estar posicionadoen los niveles bajos de alimentación. La última etapa consistió en introducir al modelo poblacional aedesBA, loaprendido sobre los tiempos de maduración y desarrollo corporal en relación alnivel de alimentación de los estadíos preimaginales. Se encontró que esta últimaversión de aedesBA, mejora la descripción de las observaciones de campode positividad de ovitrampas, sobre todo al comienzo de la temporada de actividady en el seguimiento de las lluvias aisladas. Como método general seutilizó al modelo para controlar la consistencia lógica del conocimiento biológicoincorporado. De este modo, detectar el conocimiento faltante que derivó enla realización de experimentos y también en nuevas conceptualizaciones de losprocesos biológicos involucrados. Es decir, el proceso de construcción transitadono sólo llevó a tener una mejor descripción, si no que también llevó a un mejorentendimiento biológico de la dinámica poblacional del mosquito Aedes aegypti.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n5982_RomeoAznar