来源:Parasites & Vectors 发布时间:2019/9/3 15:33:06
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当蚊子不再有宵夜吃的时候 | Parasites & Vectors

论文标题:Time-of-day of blood-feeding: effects on mosquito life history and malaria transmission

期刊:Parasites & Vectors

作者:Aidan J. O’Donnell, Samuel S. C. Rund & Sarah E. Reece

发表时间:2019/07/02

DOI:10.1186/s13071-019-3513-9

微信链接:https://mp.weixin.qq.com/s/ZTOIDhbFsAl9HvVfw_eKaw

蚊子主要在夜间觅食,但是面对蚊帐的重重阻挠,它们的这个习性正在发生着变化。那么,这种行为变化会影响它们的健康和其传播疟疾的能力吗?

在饭点准时开饭的斯氏按蚊(Anopheles stephensi

每个生命都有生物节律。生物节律能使生物体与环境的周期性变化(例如光、湿度、食物丰富度、或捕食者与猎物间相互关系的日常变化等)和谐相处。虽然生物节律对感染的影响往往不被重视,但是时间点这个东西可以决定死亡率、感染严重程度和疾病的传播。

对于疟疾来说,哺乳动物宿主、媒介蚊和寄生虫的生物节律是互相影响的。了解这些相互作用非常重要,因为当这三者中有任何一个的生物节律或者三者的生物节律都发生变化时,我们可以据此来预测疾病传播的结果。例如,一些蚊群会改变它们在一天当中吸血的时间点,以此来躲避被杀虫剂武装过的蚊帐。

传播疟疾的蚊子主要在夜间进行叮咬,因此,它们的许多生物过程都具有特定的时间特性(例如它们在夜间的嗅觉比白天更敏感),以此来辅助夜间觅食这种行为。对于蚊子来说,吸血是一种在新陈代谢方面成本高、对体力要求也高的事件,就像我们在凌晨4点一下子吃完整只烤火鸡一样。因此,改变蚊子的进食时间点会影响它们的生活史,从而影响疟疾寄生虫的传播。

除了能保护人们在睡觉时不被蚊子叮咬外,蚊帐也是用于实验室内圈养蚊子的理想之选

我们最近发表在Parasites & Vectors的研究文章由三个独立的实验组成,这些实验测试了蚊子在早晨吸血和在晚上吸血对它们的存活和繁殖指标的不同影响。

我们主要关注1)宿主的血液质量(是否贫血),2)宿主的昼夜节律或3)疟疾感染是否与吸血的时间节律存在某种相互关系用以改变蚊子的寿命和繁殖。此外,我们还研究了一天当中何时吸血对蚊子体内疟疾寄生虫的强度和流行率的影响。

好多蚊子啊!

在实验中我们养了2400只蚊子!有1200只是单独圈养的,我们需要每天检查每只蚊子的死亡状况和产卵情况,同时确保它们的糖源能足以让它们活着但也不能滴下来让蚊子黏住而死。我们还需要提供一个足够好的产卵栖息地来方便它们产卵。但这个产卵栖息地也不能太大,否则雌性蚊子会溺亡。

蚊子要在清晨和深夜进行吸血,24只被麻醉的小鼠就是它们的血源,这就需要我们每次对这24只小鼠进行监测。然后,轻轻将每只吃饱的蚊子转移到它们的新家中,必须轻拿轻放,否则它们会爆炸而亡。这些操作的成功实施离不开许多学生的努力。

在各自“公寓”中的单独圈养的雌蚊,下方是产卵用的碗

改变进食时间的后果

我们发现虽然蚊子何时吸血不会影响他们的寿命,但确实能影响其繁殖指标,包括产卵的可能性和产卵的时间点。早上进食的蚊子更可能产卵,产卵更早并且每窝具有更多的卵。

此外,虽然疟疾(伯氏疟原虫)感染使蚊子的寿命缩短了约三天,但是蚊子在一天当中何时进食并不会对这一关系产生影响,这个发现与其他研究一致。这些结果揭示了蚊子以前不为人所知的生理灵活性,这种生理灵活性使得其能够应对诸如血液喂养等事件的时间点的变化。

何时进食伯氏疟原虫感染的血液并不会影响伯氏疟原虫的传播,这一点表明蚊子的节律并不重要。然而,我们怀疑这种说法过于简单了:伯氏疟原虫是在宿主中非同步发育的寄生虫,这可能意味着它同样也不受媒介节律的影响。相反,最近的研究结果表明,寄生虫节律和蚊子节律共同塑造了同步发育的夏氏疟原虫(P. chabaudi)的传播。

总的来说,我们发现一天当中何时吸血对蚊子的影响很小。早上进食会增加雌蚊的繁殖能力,但似乎不会直接影响疟疾的传播。我们仍需确定,这在多大程度上要归因于我们的“蚊子公寓”为蚊子们提供了它们所需的许多东西,用于补偿白天进食的任何不足。然而,如果我们的结果也适用于已经改变了吸血时间的野生蚊子以及我们人身上的寄生虫,那么我们可以预测,疟疾传播可能会因为蚊群的增加而增加。

摘要:

Background

Biological rhythms allow organisms to compartmentalise and coordinate behaviours, physiologies, and cellular processes with the predictable daily rhythms of their environment. There is increasing recognition that the biological rhythms of mosquitoes that vector parasites are important for global health. For example, whether perturbations in blood foraging rhythms as a consequence of vector control measures can undermine disease control. To address this, we explore the impacts of altered timing of blood-feeding on mosquito life history traits and malaria transmission.

Methods

We present three experiments in which Anopheles stephensi mosquitoes were fed in the morning or evening on blood that had different qualities, including: (i) chemical-induced or (ii) Plasmodium chabaudi infection-induced anaemia; (iii) Plasmodium bergheiinfection but no anaemia; or (iv) stemming from hosts at different times of day. We then compared whether time-of-day variation in blood meal characteristics influences mosquito fitness proxies relating to survival and reproduction, and malaria transmission proxies.

Results

Mosquito lifespan is not influenced by the time-of-day they received a blood meal, but several reproductive metrics are affected, depending on other blood characteristics. Overall, our data suggest that receiving a blood meal in the morning makes mosquitoes more likely to lay eggs, lay slightly sooner and have a larger clutch size. In keeping with previous work, P. berghei infection reduces mosquito lifespan and the likelihood of laying eggs, but time-of-day of blood-feeding does not impact upon these metrics nor on transmission of this parasite.

Conclusion

The time-of-day of blood-feeding does not appear to have major consequences for mosquito fitness or transmission of asynchronous malaria species. If our results from a laboratory colony of mosquitoes living in benign conditions hold for wild mosquitoes, it suggests that mosquitoes have sufficient flexibility in their physiology to cope with changes in biting time induced by evading insecticide-treated bed nets. Future work should consider the impact of multiple feeding cycles and the abiotic stresses imposed by the need to forage for blood during times of day when hosts are not protected by bed nets.

(来源:科学网)

 
 
 
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