El crecimiento de las ciudades altera las formas de las alas de los mosquitos

Un estudio indica que la rápida urbanización de São Paulo, en Brasil, influye sobre la morfología de los insectos transmisores del dengue y del paludismo

Por Peter Moon  |  Agência FAPESP – Los mosquitos de la especie Aedes aegypti son los principales vectores de transmisión de los virus del dengue, el zika, la fiebre amarilla y el chikunguña. Están sumamente adaptados a los ambientes urbanizados y raramente se los encuentra en áreas forestales. En tanto, los mosquitos Anopheles cruzii son los responsables de la transmisión en Brasil de los protozoos del género Plasmodium, los causantes de la malaria o paludismo. Son insectos de hábitos silvestres y son menos comunes en los ambientes urbanos.

Se considera que el control poblacional de los mosquitos constituye la mejor estrategia a los efectos de combatir las enfermedades que éstos transmiten. Por eso la comprensión de su dinámica poblacional resulta vital para el desarrollo de programas de control de vectores más eficaces. En tal sentido, científicos de Brasil y de Estados Unidos están desarrollando un proyecto de investigación de los mosquitos Aedes aegypti y Anopheles cruzii en la ciudad de São Paulo. 

Las alteraciones microevolutivas se producen dentro de especies o de poblaciones en el transcurso del tiempo, y puede notárselas como variaciones en el genoma o en el fenotipo de los insectos. 

En dos trabajos recientes, científicos de la Universidad de São Paulo y de la University of Miami apuntaron a modular la estructura poblacional de los mencionados mosquitos, aparte de investigar de qué forma los distintos niveles de urbanización afectan a las poblaciones de las referidas especies. 

El objetivo de este trabajo consistió en comprender la estructura poblacional de dichas especies en el medio ambiente urbano y no urbano de São Paulo, con base en la morfología y en la genética de las poblaciones. 

"En otras palabras, se apuntó a comprender la ecología de estos mosquitos y a verificar su relación con los cambios ambientales que la acción humana provoca", dijo Mauro Toledo Marrelli, docente del Departamento de Epidemiología de la Facultad de Salud Pública de la Universidad de São Paulo (FSP-USP). 

Toledo Marrelli es uno de los investigadores responsables de ambos estudios junto a André Barretto Bruno Wilke, quien trabaja en el Departamento de Ciencias de la Salud Pública de la Facultad de Medicina de la University of Miami.

Los resultados de este estudio, que contó con el apoyo de la FAPESP, se publicaron en BMC Parasites and Vectors. 

"Al poner de relieve las diferencias y las semejanzas genéticas y morfológicas existentes entre los miembros de una misma especie que habitan en una zona específica, pretendemos identificar posibles variabilidades en Aedes aegypti y Anopheles cruzii cuyos gatillos puedan estar constituidos por determinadas presiones ambientales −a ejemplo del uso del control químico−, que pueden llevar a una selección de fenotipos que ofrezcan resistencia a los insecticidas, la principal arma de los agentes de salud pública en el combate contra los mosquitos”, dijo Toledo Marrelli. 

Entre 2012 y 2015, los investigadores capturaron 308 especímenes de Ae. aegypti en 11 lugares de tres áreas con distintos niveles de urbanización de la ciudad de São Paulo: conservadas, intermedias y urbanizadas. 

Las áreas conservadas fueron cinco parques municipales (Anhanguera, Eucaliptos, Independencia, Previdência y Piqueri). La intermedia fue el campus de la USP en el barrio de Butantã. Y el área urbanizada seleccionada fue la que alberga a la FSP y a la Facultad de Medicina, en el barrio de Pinheiros. 

El biólogo Ramon Wilk da Silva removió las alas derechas de las hembras de los mosquitos capturados para fotografiarlas y digitalizarlas. El objetivo de esta tarea consistió en investigar la morfometría geométrica de las alas registrando datos comparativos entre todas ellas, datos éstos que sirvieron para alimentar avanzados programas de análisis estadístico.

Los resultados mostraron una estructuración poblacional significativa de Ae. aegypti en las zonas estudiadas. Esto está relacionado con los diferentes grados de urbanización en las áreas donde se capturaron los especímenes. Wilk da Silva es actualmente doctorando en el Instituto de Medicina Tropical de São Paulo (USP) con beca de la FAPESP. 

“Los procesos microevolutivos de los mosquitos pueden desencadenarse debido a las modificaciones que el hombre efectúa en el medio ambiente, lo cual resulta en un patrón de estructuración poblacional previamente desconocido y de gran importancia epidemiológica”, dijo Toledo Marrelli. 

Según el investigador, los diversos niveles de urbanización están provocando una presión ambiental sobre los mosquitos con miras a seleccionar determinados fenotipos más aptos para las condiciones de cada ambiente. 

“Una señal de dichas selecciones es la morfometría de las alas de los insectos. Los resultados coinciden y sirven para corroborar los de un estudio genético nuestro anterior, en el cual utilizamos marcadores microsatélites," dijo. 

El transmisor de la malaria

El análisis de la morfometría de las alas es un método de bajo costo para el estudio de la dinámica poblacional de los mosquitos. Basta con capturar a los insectos en la naturaleza, disponerlos sobre láminas y analizar las venas de las alas con un microscopio óptico. Aparte del formato y del tamaño de las alas, existen 18 puntos característicos de las venas de éstas que sirven para definir tanto a las distintas especies como sus variedades dentro de una misma especie.

El trabajo referente a la morfometría de las alas del mosquito Anopheles cruzii estuvo a cargo de la bióloga Laura Cristina Multini. Dicho estudio, para el cual Multini contó con una beca de la FAPESP, forma parte del proyecto de investigación encabezado por Toledo Morrelli. Y sus resultados fueron publicados en Acta Tropica.

El An. cruzii es el principal vector transmisor del paludismo en el Bosque Atlántico. El análisis de las alas de An. cruzii se puso en marcha con la captura de estos insectos mediante trampas, entre los años 2015 y 2017, dispuestas en el Área de Protección Ambiental Municipal de Capivari-Monos, situada en el subdistrito de Parelheiros, un área situada en el extremo sur de la ciudad. Se capturaron más de 500 especímenes en tres ambientes distintos: uno selvático, de monte espeso; el segundo periurbano, situado en un área de transición entre el bosque y áreas de crías de ganado; y un tercer ambiente urbano en Engenheiro Marsilac, un distrito ubicado en el extremo sur de la ciudad.

A diferencia del trabajo con el Aedes aegypti, en el cual se estudió la morfometría de las venas de las alas, en el caso del Anopheles cruzii la investigación se centró en el tamaño y en el formato de las alas.

"Descubrimos una considerable variación tanto en la forma como en el tamaño de las alas en las poblaciones de An. cruzii, lo que sugiere rápidos cambios microevolutivos, que son probablemente producto de fuertes presiones selectivas. Es probable que la perturbación del hábitat natural del An. Cruzii haya tenido reflejos en su biología, lo cual quedó evidente en este estudio, en la variación de la forma de sus alas", dijo el profesor de la FSP-USP.  

No existen barreras naturales entre las poblaciones de An. cruzii analizadas en el estudio, lo que puede indicar una adaptación diferenciada a los tres lugares distintos de captura. 

"Es probable que la selección local pueda estar generando distintos fenotipos y que mecanismos tales como la asimilación y la acomodación genética puedan inducir una diferenciación real”, dijo Toledo Marrelli. 

"El conocimiento de la distinción morfológica entre las diversas poblaciones de Anopheles cruzii y de Aedes aegypti constituye un modo eficiente y rápido para que los agentes sanitarios reconozcan si una variedad de mosquito desarrolla una mayor o menor resistencia a un determinado insecticida, por ejemplo, y puedan obrar en consecuencia”, añadió el investigador. 

El artículo intitulado Wing morphometric variability in Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) from different urban built environments (doi: https://doi.org/10.1186/s13071-018-3154-4), de Ramon Wilk da Silva, Morgana Michele Cavalcanti de Souza Leal Diniz y Mauro Toledo Marrelli, se encuentra publicado en el siguiente enlace: parasitesandvectors.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13071-018-3154-4.

Y el artículo intitulado Urbanization as a driver for temporal wing-shape variation in Anopheles cruzii (Diptera: Culicidae) (doi: https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2018.10.009), de Laura Cristina Multini, André Barretto BrunoWilke y Mauro Toledo Marrelli, aparece en: sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0001706X18308659.