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Title: Culicídeos vetoresdiferenças e semelhanças fisiológicas e estruturais relacionadas ao processo de resistência dos ovos à dessecação
Advisor: Valle, Denise
Rezende, Gustavo Lazzaro
Members of the board: Bruno, Rafaela Vieira
Freitas, Rafael Maciel de
Bitondi, Márcia Maria Gentile
Sorgine, Marcos Henrique Ferreira
Freitas, Maria Goreti Rosa
Authors: Ferreira, Luana Cristina Farnesi
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: Diversos parasitas, agentes etiológicos de uma série de agravos, são transmitidos por mosquitos vetores em todo o mundo. A despeito de sua importância médica, ainda existem muitas lacunas no conhecimento da embriogênese desses insetos. Ovos de espécies do gênero Aedes resistem à dessecação, e são capazes de sobreviver vários meses no seco em estado de quiescência ao final da embriogênese. Entretanto, ovos de espécies de outros gêneros, como Anopheles e Culex, não possuem capacidade de resistir a longos períodos de exposição ao seco, apesar de adquirirem algum grau de impermeabilidade. Nos mosquitos Aedes aegypti e Anopheles gambiae tem sido mostrado que, durante a embriogênese, a síntese da cutícula serosa (CS), que contém quitina, coincide com a aquisição da resistência dos ovos à dessecação (ROD). O objetivo deste trabalho foi investigar, comparativamente, a embriogênese de diferentes mosquitos vetores, para elucidar semelhanças e diferenças na ROD. A maior parte do trabalho foi realizada com as espécies Ae. aegypti, An. aquasalis e Cx. quinquefasciatus. Verificamos que para An. aquasalis e Cx. quinquefasciatus a formação da CS também é simultânea à aquisição de ROD e contém quitina. O tempo requerido para a finalização da embriogênese de Ae. aegypti, An. aquasalis e Cx. quinquefasciatus é, respectivamente, 77,4, 51,3, e 34,2 horas após a postura A formação da CS ocorre em estágio embrionário equivalente para Ae. aegypti e An. aquasalis e um pouco mais tardio para Cx. quinquefasciatus. Ao final da embriogênese diferentes níveis de ROD foram detectados: alto para Ae. aegypti, médio para An. aquasalis e baixo para Cx. quinquefasciatus. Com o objetivo de entender essas diferenças, avaliamos, comparativamente, alguns aspectos físicos dos ovos: comprimento, largura, área, volume, peso e a superfície da casca. Apesar de diferenças interessantes e significativas terem sido observadas, não foi possível estabelecer correlação direta entre ROD e tais aspectos, quando avaliados individualmente. Quantificação do polissacarídeo quitina revelou tendência de maior conteúdo em cascas de ovos de espécies mais resistentes ao seco. Além disso, diferenças significativas foram encontradas no grau de melanização dos ovos das diferentes espécies, sugerindo que ovos mais melanizados são mais resistentes ao seco. Essa hipótese foi testada utilizando o mutante GORO da espécie An. quadrimaculatus. Nesta linhagem a melanização não ocorre corretamente, e as cascas de seus ovos têm aparência dourada. Em contraste, seu equivalente selvagem (WT) possui ovos de casca escura Ovos GORO possuem ROD deficiente: quando expostos ao seco por 10 horas após a formação da CS, apenas 12,3% são viáveis, em contraste com 66,5% de ovos WT. Nossos resultados confirmam de forma direta que, além da quitina da CS, a melanização da casca dos ovos é importante para a impermeabilização dos ovos de insetos
Abstract: Several parasites, etiologic agents of a number of diseases, are transmitted by mosquito vectors worldwide. Despite their medical importance, many gaps in our knowledge about the embryogenesis of these insects still remain. Eggs from the Aedes genus resist to desiccation, and are able to survive several months in dry conditions in a quiescent status at the end of embryogenesis. In contrast, eggs belonging to other genera, like Anopheles and Culex, do not withstand long periods of exposure in dry conditions, although they acquire some degree of impermeability. It has already been demonstrated that, in the course of Aedes aegypti and Anopheles gambiae embryogenesis, the synthesis of the serosal cuticle (SC), which contains chitin, coincides with the acquisition of egg resistance to desiccation (ERD). The aim of the present work was to investigate, under a comparative basis, the embryogenesis of different mosquito vectors, in order to elucidate ERD similarities and differences. Most of the work was performed with Ae. aegypti, Anopheles aquasalis and Culex quinquefasciatus. We found that, for An. aquasalis and Cx. quinquefasciatus, ERD acquisition is also simultaneous to the development of SC, a layer containing chitin. Time required for embryogenesis completion is 77.4, 51.3, and 34.2 hours after egglaying for respectively Ae. aegypti, An. aquasalis and Cx. quinquefasciatus. The formation of SC occurs in an equivalent embryonic stage for Ae. aegypti and An. aquasalis, but a little later for Cx. quinquefasciatus. At the end of embryogenesis different ERD levels were detected: high for Ae. aegypti, medium for An. aquasalis and low for Cx. quinquefasciatus. In order to understand these differences, we comparatively evaluated some physical aspects of the eggs: length, width, area, volume, weight and eggshell surface appearance. Although interesting and significant differences have been observed, it was not possible to establish any direct correlation between ERD and these physical aspects, when individually considered. Quantification of chitin revealed tendency of higher amount of this polysaccharide in the eggshells of species more resistant to desiccation. Furthermore, significant differences were found in the degree of melanization of eggs from the different species, suggesting that more melanized eggs are also more resistant to dry conditions. This hypothesis was tested using the An. quadrimaculatus GORO mutant. In this strain, melanization does not occur properly, and the eggs have a golden appearance. Eggshells from the wild type (WT) strain, in contrast, are dark. GORO eggs exhibit a defective ERD: when exposed to dry conditions during 10 hours after the SC formation only 12.3% are viable, in contrast with 66.5% of WT eggs. Our results confirm, directly, that beyond the chitin present in the SC, the eggshell melanization is an important factor towards insect eggs impermeability
DeCS: Insetos Vetores
Desenvolvimento Embrionário
Dessecação
Anopheles
Culex
Aedes
Issue Date: 2014
Citation: FERREIRA, Luana Cristina Farnesi. Culicídeos vetores diferenças e semelhanças fisiológicas e estruturais relacionadas ao processo de resistência dos ovos à dessecação. 2014. 117 f. Tese (Doutorado em Biologia Parasitária) - Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2014.
Date of defense: 2014-08-22
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Parasitária
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Parasitária
Copyright: open access
Appears in Collections:IOC - PGBP - Teses de Doutorado

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