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Nov 30, 2023

Le zanzare della malaria acquisiscono e distribuiscono l'urina del bestiame per migliorare i tratti della storia della vita

Malaria Journal

Malaria Journal volume 21, numero articolo: 180 (2022) Citare questo articolo

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L'acquisizione e l'allocazione dei nutrienti integrano i tratti del foraggiamento e della storia della vita negli insetti. Per compensare la mancanza di un particolare nutriente nelle diverse fasi della vita, gli insetti possono acquisirlo attraverso l'alimentazione supplementare, ad esempio con le secrezioni dei vertebrati, in un processo noto come puddling. La zanzara Anopheles arabiensis emerge denutrita e, come tale, necessita di nutrienti sia per il metabolismo che per la riproduzione. Lo scopo di questo studio era di valutare se An. arabiensis si impegnano a versare l'urina del bestiame per ottenere sostanze nutritive per migliorare i tratti della storia della vita.

Per determinare se An. arabiensis sono attratti dall'odore dell'urina fresca dei bovini invecchiati di 24 ore, 72 ore e 168 ore, le femmine in cerca di ospite e nutrite con sangue (48 ore dopo il pasto di sangue) sono state analizzate in un olfattometro con tubo a Y e le femmine gravide sono state valutate in un test di ovideposizione. Successivamente sono state utilizzate analisi chimiche ed elettrofisiologiche combinate per identificare i composti bioattivi in ​​tutte e quattro le classi di età dell'urina dei bovini. Miscele sintetiche di composti bioattivi sono state valutate sia in provette a Y che in saggi sul campo. Per studiare l'urina dei bovini e il suo principale composto azotato, l'urea, come potenziale dieta supplementare per i vettori della malaria, sono stati misurati i parametri di alimentazione e i tratti della storia della vita. Sono state valutate la percentuale di zanzare femmine e la quantità di urina e urea del bestiame assorbite. Dopo l'alimentazione, le femmine sono state valutate per la sopravvivenza, il volo legato e la riproduzione.

An, in cerca di ospiti e nutrito di sangue. arabiensis sono stati attratti dall'odore naturale e sintetico dell'urina fresca e stagionata dei bovini sia in studi di laboratorio che sul campo. Le femmine gravide erano indifferenti nella loro risposta alla presenza di urina del bestiame nei siti di ovideposizione. Le femmine in cerca di ospite e nutrite con sangue assorbivano attivamente l'urina e l'urea del bestiame e assegnavano queste risorse in base ai compromessi della storia della vita con la fuga, la sopravvivenza o la riproduzione, in funzione dello stato fisiologico.

L'Anopheles arabiensis acquisisce e assegna l'urina dei bovini per migliorare i tratti della storia della vita. L’alimentazione supplementare con l’urina dei bovini influisce direttamente sulla capacità vettoriale aumentando la sopravvivenza giornaliera e la densità dei vettori, nonché indirettamente alterando l’attività di volo, e quindi dovrebbe essere presa in considerazione nei modelli futuri.

L'acquisizione e l'allocazione dei nutrienti integrano i tratti del foraggiamento e della storia della vita negli insetti [1,2,3]. Gli insetti sono in grado di selezionare e acquisire diete e di alimentazione compensativa, in risposta alla disponibilità di cibo e al bisogno di nutrienti [1, 3]. L’allocazione dei nutrienti dipende dai processi della storia della vita e può comportare diverse esigenze di qualità e quantità della dieta nelle diverse fasi della vita dell’insetto [1, 2]. Per compensare la mancanza di un particolare nutriente, gli insetti possono acquisirlo attraverso l'alimentazione supplementare, ad esempio con fango, vari escrementi e secrezioni di vertebrati e carogne, in un processo denominato pozzanghera [2]. Sebbene sia descritta principalmente per varie specie di farfalle e falene, la formazione di pozzanghere si verifica anche in altri ordini di insetti, dove l'attrazione e il nutrimento di questi tipi di risorse ha un effetto significativo sulla forma fisica e su altri tratti della storia della vita [2, 4,5,6,7 ]. La zanzara della malaria, Anopheles gambiae sensu lato (sl), si presenta come un adulto "denutrito" [8] e, come tale, il pudding può svolgere un ruolo importante per i suoi tratti della storia della vita, ma è un comportamento che finora è stato trascurato. L'inclusione del pudding come mezzo per migliorare l'assunzione di nutrienti in questo importante vettore richiede attenzione, poiché ciò potrebbe avere importanti conseguenze epidemiologiche.

A causa delle basse riserve caloriche trasportate dallo stadio larvale e della bassa efficienza di utilizzo della farina di sangue [9], le zanzare adulte della malaria hanno un apporto limitato di azoto. Femmina An. gambiae sl spesso compensa questo problema assumendo ulteriori pasti di sangue [10, 11], esponendo così più persone al rischio di contrarre malattie e esponendo la zanzara a un maggiore rischio di predazione. In alternativa, le zanzare potrebbero utilizzare un’alimentazione supplementare sulle escrezioni dei vertebrati per ottenere composti azotati per migliorare la forma fisica e la mobilità del volo, come dimostrato per altri insetti [2]. A questo proposito, l'attrazione forte e differenziale di una delle specie sorelle all'interno dell'An. gambiae sl, Anopheles arabiensis, all'urina di bovini freschi e stagionati [12,13,14], è interessante. L'Anopheles arabiensis è opportunista nella sua preferenza di ospite ed è noto che si associa e si nutre di bestiame. L’urina dei bovini è una risorsa ricca di composti azotati, con l’urea che costituisce il 50-95% dell’azoto totale nelle urine fresche [15, 16]. Man mano che l’urina del bestiame invecchia, i microbi utilizzano queste risorse, riducendo così la complessità dei composti contenenti azoto entro 24 ore [15]. Con il rapido aumento dell'ammoniaca, correlato al declino dell'azoto organico, i microbi alcalofili, molti dei quali producono composti tossici per le zanzare, prosperano [15], il che potrebbe essere una delle principali cause del perché le femmine di An. arabiensis sono attratti preferenzialmente dall'urina invecchiata per 24 ore o meno [13, 14].