Μελέτη των ανταγωνιστικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ προνυμφών των ειδών κουνουπιών Culex pipiens, Aedes albopictus και Aedes cretinus (Diptera: Culicidae)

Abstract

Η αξιολόγηση των ανταγωνιστικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ προνυμφών κουνουπιών έχει ιδιαίτερη σημασία για την πρόβλεψη των οικολογικών και υγειονομικών επιπτώσεων που προκαλούνται από τα κουνούπια. Ο ανταγωνισμός των κουνουπιών στο προνυμφικό στάδιο επηρεάζει άμεσα την επιβίωση και τους χρόνους ανάπτυξης μέχρι την έξοδο των τέλειων κουνουπιών, ενώ συμβάλλει και στη διαμόρφωση των μορφολογικών, φυσιολογικών και συμπεριφορικών χαρακτηριστικών των ενήλικων κουνουπιών και κατ’ επέκταση στη δυναμική των πληθυσμών τους και την ικανότητά τους στη μετάδοση μολυσματικών ασθενειών, με σημαντικές συνέπειες στην επιδημιολογία των λοιμώξεων που μεταδίδονται από τα κουνούπια και στις πιθανές στρατηγικές ελέγχου τους. Τα Culex pipiens (Linnaeus, 1758) και Aedes albopictus (Skuse, 1895) είναι δύο από τα πιο διαδεδομένα είδη κουνουπιών στην Ευρώπη με σπουδαία υγειονομική σημασία. Το Cx. pipiens είναι ιθαγενές στην Ευρώπη, ενώ το Ae. albopictus (κοινώς Ασιατικό κουνούπι τίγρης) προέρχεται από την Ασία και εισήχθη στην Ευρώπη στα τέλη του περασμένου αιώνα κι έκτοτε έχει εξαπλωθεί ταχύτατα σε αστικά και ημιαστικά περιβάλλοντα, καταλαμβάνοντας ενδιαιτήματα που ήδη αξιοποιούνταν από το Cx. pipiens. Το Aedes cretinus (Edwards, 1921), θεωρείται ιθαγενές στην Ευρώπη, με πολύ περιορισμένη εξάπλωση στον κόσμο, χωρίς να έχει αποδειχθεί μέχρι στιγμής η ανάμιξή του στη μετάδοση παθογόνων. Τα Ae. cretinus και Ae. albopictus είναι δύο στενά συγγενικά είδη κουνουπιών με κοινά μορφολογικά χαρακτηριστικά, βιολογικές και οικολογικές ομοιότητες. Πληθυσμοί αυτών των ειδών έχουν εντοπιστεί και στην Αττική, Ελλάδα, με το Ae. albopictus να αναπτύσσει σημαντικά υψηλότερους πληθυσμούς από το Ae. cretinus. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη του ενδεχόμενου ενδοειδικού και διαειδικού ανταγωνισμού μεταξύ των προνυμφών των ειδών Cx. pipiens, Ae. cretinus και Ae. albopictus, τα οποία είναι πιθανό να μοιράζονται τις ίδιες εστίες ανάπτυξης των ατελών σταδίων, όταν οι περιοχές που δραστηριοποιούνται επικαλύπτονται. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε υπό εργαστηριακές συνθήκες εάν σε δεδομένο χώρο για το κάθε είδος κουνουπιού, η συνύπαρξη των προνυμφών των τριών ειδών και η ποσότητα της τροφής επηρεάζουν την ταχύτητα ανάπτυξης των ατελών σταδίων, την επιβίωση αυτών και το μέγεθος των τέλειων ατόμων. Καταγράφηκε η διάρκεια ανάπτυξης και το ποσοστό επιβίωσης μέχρι την ενηλικίωση και μετρήθηκε το μήκος της πτέρυγας των αρσενικών και θηλυκών ατόμων, σε δύο διαφορετικές ποσότητες χορηγούμενης τροφής (χαμηλή και υψηλή). Όταν οι προνύμφες των τριών ειδών κουνουπιών αναπτύχθηκαν χωριστά, η διάρκεια ανάπτυξης μέχρι την έξοδο ήταν συντομότερη και το μέγεθος των τέλειων αρσενικών και θηλυκών ήταν μεγαλύτερο σε συνθήκες υψηλής διαθεσιμότητας τροφής, υποδεικνύοντας την εκδήλωση ενδοειδικού ανταγωνισμού. Όταν οι προνύμφες των τριών ειδών αναπτύχθηκαν στο ίδιο περιβάλλον, ο ανταγωνισμός μεταξύ των προνυμφών, στις συγκεκριμένες εργαστηριακές συνθήκες, ήταν γενικά ασθενής. Παρατηρήθηκε παρατεταμένη διάρκεια ανάπτυξης των ατελών σταδίων και μικρότερο μέγεθος των τέλειων κουνουπιών για το Ae. cretinus και στις δύο χορηγούμενες ποσότητες τροφής. Σε συνθήκες χαμηλής διαθεσιμότητας τροφής μειώθηκε το μέγεθος των αρσενικών του Cx. pipiens και αυξήθηκε η διάρκεια ανάπτυξης των ατελών σταδίων του Ae. albopictus. Σε υψηλή διαθεσιμότητας τροφής, παρατηρήθηκε αυξημένο ποσοστό επιβίωσης των ατελών σταδίων και μικρότερο μέγεθος των τέλειων του Cx. pipiens, ενώ για το Ae. albopictus καταγράφηκε βραδύτερη ανάπτυξη ως την ενηλικίωση, μειωμένο μέγεθος των θηλυκών και αυξημένο μέγεθος των αρσενικών τέλειων του είδους. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν συνολικά ότι τα Cx. pipiens, Ae. cretinus και Ae. albopictus, υπό αυτές τις συνθήκες, θα μπορούσαν να συνυπάρξουν στις ίδιες εστίες ανάπτυξης.

Assessment of competitive interactions between mosquito larvae is particularly important for predicting the ecological and health impacts caused by mosquitoes. Competition experienced by mosquito larvae directly influences their survival rates and development times to adulthood. It indirectly affects the expression of morphological, physiological, and behavioral traits of adults. Therefore, it may affect mosquito population dynamics and adult vector competence for pathogens, with important consequences for the epidemiology of vector-borne diseases and their control strategy. Culex pipiens (Linnaeus, 1758) and Aedes albopictus (Skuse, 1895) are two of the most widespread mosquito species in Europe. These two species are vectors of many arboviruses and other human pathogens. While Cx. pipiens is indigenous, Ae. albopictus (a.k.a. Asian tiger mosquito) originates from Asia and was introduced in several European countries at the end of the last century. Since then, Ae. albopictus rapidly spread in urban and suburban environments, occupying a habitat already exploited by Cx. pipiens. Aedes cretinus (Edwards, 1921) is also native to Europe and has limited distribution worldwide, whereas its capacity for disease transmission has not been investigated. Ae. cretinus and Ae. albopictus are closely related mosquito species with similar morphological, biological, and ecological features. Both species have been detected in the region of Attica, Greece, with Ae. albopictus developing significantly higher population densities than Ae. cretinus. This study aimed to examine the potential of inter- and intra-specific competition between larvae of Cx. pipiens, Ae. cretinus and Ae. albopictus, which are likely to share the same aquatic habitats in areas where their distributions overlap. The larval competition was determined under laboratory conditions by recording survival and duration of development from the first larval instar until adulthood and the wing length of males and females of each species under two different food regimes (high and low). When these three species developed independently, immature stages developed faster, and adult mosquitoes were larger at high food provision, indicating intraspecific competition. When the three species developed in the same environment, larval competition was generally weak. In Ae. cretinus, competition led to a longer development time in the immature stages and smaller mosquitoes in each food quantity. Upon low food supply, Cx. pipiens males were smaller, and the development time until emergence was higher for Ae. albopictus, when the three species grew up together, compared with single species development. At the condition of high food, heterospecific development led to higher survival rate of immature stages and smaller individuals for Cx. pipiens, whereas, under the same conditions, competition resulted in longer development duration until adulthood, smaller size of females and larger size of males for Ae. albopictus. In conclusion, these results indicate that coexistence, under these conditions, is possible for Cx. pipiens, Ae. cretinus and Ae. albopictus in the same breeding sites, where their larvae may share the same resources.