Morphometrical diagnosis of the malaria vectors Anopheles cruzii, An. homunculus and An. bellator

Background: Anopheles (Kerteszia) cruzii is a primary vector of Plasmodium parasites in Brazil's Atlantic Forest. Adult females of An. cruzii and An. homunculus, which is a secondary malaria vector, are morphologically similar and difficult to distinguish when using external morphological characteristics only. These two species may occur syntopically with An. bellator, which is also a potential vector of Plasmodium species and is morphologically similar to An. cruzii and An. homunculus. Identification of these species based on female specimens is often jeopardised by polymorphisms, overlapping morphological characteristics and damage caused to specimens during collection. Wing geometric morphometrics has been used to distinguish several insect species; however, this economical and powerful tool has not been applied to Kerteszia species. Our objective was to assess wing geometry to distinguish An. cruzii, An. homunculus and An. bellator. Methods: Specimens were collected in an area in the Serra do Mar hotspot biodiversity corridor of the Atlantic Forest biome (Cananeia municipality, State of Sao Paulo, Brazil). The right wings of females of An. cruzii (n= 40), An. homunculus (n= 50) and An. bellator (n= 27) were photographed. For each individual, 18 wing landmarks were subjected to standard geometric morphometrics. Discriminant analysis of Procrustean coordinates was performed to quantify wing shape variation. Results: Individuals clustered into three distinct groups according to species with a slight overlap between representatives of An. cruzii and An. homunculus. The Mahalanobis distance between An. cruzii and An. homunculus was consistently lower (3.50) than that between An. cruzii and An. bellator (4.58) or An. homunculus and An. bellator (4.32). Pairwise cross-validated reclassification showed that geometric morphometrics is an effective analytical method to distinguish between An. bellator, An. cruzii and An. homunculus with a reliability rate varying between 78-88%. Shape analysis revealed that the wings of An. homunculus are narrower than those of An. cruzii and that An. bellator is different from both of the congeneric species. Conclusion: It is possible to distinguish among the vectors An. cruzii, An. homunculus and An. bellator based on female wing characteristics.

Encontro de imaturos de Anopheles cruzii em bromélias de área urbana, litoral de São Paulo

Primeiro relato da ocorrência de larvas de Anopheles (Kerteszia) cruzii, mosquito essencialmente silvestre, em bromélias de solo em área urbana do município de Ilhabela, litoral norte do estado de São Paulo. De março de 1998 a julho de 1999 foram capturadas 312 formas imaturas de An. cruzii, sendo 8,6% em bromélias do ambiente urbano, 40,1% em bromélias do periurbano e 51,3% na mata. O número médio de bromélias com An. cruzii foi de 4,0% dentre o total de pesquisadas, com valores próximos de positividade para ambiente periurbano e mata. A presença de An. cruzii no ambiente urbano provavelmente é resultante da sua ocorrência prévia na mata, aliada à elevada presença desse criadouro na área urbana, de fonte alimentar e abrigos disponíveis. Alerta-se para a possibilidade de transferência de infecções entre esses ambientes

Encontro de imaturos de Anopheles cruzii em bromélias de área urbana, litoral de São Paulo

Primeiro relato da ocorrência de larvas de Anopheles (Kerteszia) cruzii, mosquito essencialmente silvestre, em bromélias de solo em área urbana do município de Ilhabela, litoral norte do estado de São Paulo. De março de 1998 a julho de 1999 foram capturadas 312 formas imaturas de An. cruzii, sendo 8,6% em bromélias do ambiente urbano, 40,1% em bromélias do periurbano e 51,3% na mata. O número médio de bromélias com An. cruzii foi de 4,0% dentre o total de pesquisadas, com valores próximos de positividade para ambiente periurbano e mata. A presença de An. cruzii no ambiente urbano provavelmente é resultante da sua ocorrência prévia na mata, aliada à elevada presença desse criadouro na área urbana, de fonte alimentar e abrigos disponíveis. Alerta-se para a possibilidade de transferência de infecções entre esses ambientes.

Anopheles (Kerteszia) cruzii (DIPTERA: CULICIDAE) IN PERIDOMICILIARY AREA DURING ASYMPTOMATIC MALARIA TRANSMISSION IN THE ATLANTIC FOREST: MOLECULAR IDENTIFICATION OF BLOOD-MEAL SOURCES INDICATES HUMANS AS PRIMARY INTERMEDIATE HOSTS

Anopheles (Kerteszia) cruzii has been implicated as the primary vector of human and simian malarias out of the Brazilian Amazon and specifically in the Atlantic Forest regions. The presence of asymptomatic human cases, parasite-positive wild monkeys and the similarity between the parasites infecting them support the discussion whether these infections can be considered as a zoonosis. Although many aspects of the biology of An. cruzii have already been addressed, studies conducted during outbreaks of malaria transmission, aiming at the analysis of blood feeding and infectivity, are missing in the Atlantic Forest. This study was conducted in the location of Palestina, Juquitiba, where annually the majority of autochthonous human cases are notified in the Atlantic Forest of the state of São Paulo. Peridomiciliary sites were selected for collection of mosquitoes in a perimeter of up to 100 m around the residences of human malaria cases. The mosquitoes were analyzed with the purpose of molecular identification of blood-meal sources and to examine the prevalence of Plasmodium. A total of 13,441 females of An. (Ker.) cruzii were collected. The minimum infection rate was calculated at 0.03% and 0.01%, respectively, for P. vivax and P. malariae and only human blood was detected in the blood-fed mosquitoes analyzed. This data reinforce the hypothesis that asymptomatic human carriers are the main source of anopheline infection in the peridomiciliary area, making the probability of zoonotic transmission less likely to happen.

Isoenzimatic analysis of four Anopheles (Kerteszia) cruzii (Diptera: Culicidae) populations of Brazil

Anopheles cruzii is a small sylvatic mosquito and primary human Plasmodium vector in Southern Brazil. The distribution of this bromeliad-breeding mosquito follows the Atlantic forest coastal distribution, where bromeliads are abundant. Morphological, genetic, and molecular polymorphisms among different populations have been reported and it has recently been suggested that An. cruzii is a complex of cryptic species. The aim of this work is to analyze the gene flow between different populations of An. cruzii collected in four localities within the geographic distribution range of the species, and to examine if An. cruzii is a complex of cryptic species. The genetic distances show that populations of the states of Santa Catarina, São Paulo, and Rio de Janeiro are genetically closer (0.032 to 0.083) than populations of Bahia (0.364 to 0.853) based on profiles from 10 distinct isoenzyme loci. The Fst was lower (0.077) when the Bahia population was excluded than when it was included (0.300) in the analyses. The inferred number of migrants per generation was 2.99 individuals among populations from the states of Santa Catarina, São Paulo, and Rio de Janeiro and 0.58 migrants per generation among all populations. Results suggest that An. cruzii is a complex of species and that the specimes of state of Bahia can be considered as belonging to a species that is distinct from other three closely-related populations studied.

PCR-RAPD and PCR-RFLP polymorphisms detected in Anopheles cruzii (Diptera, Culicidae)

The aim of the present study was to examine genetic variability in populations of An. cruzii by employing PCR-RAPD and PCR-RFLP markers. All analyses were carried out using individuals of the F1 generation of wild caught females obtained in Santa Catarina State (Florianópolis and São Francisco do Sul), Paraná State (Morretes, Paranaguá and Guaratuba) and São Paulo State (Cananéia). In the PCR-RAPD experiments, seven primers were used for comparisons within and among populations. The restriction profile of the ITS2 including a fragment of both 5.8S and 28S regions of the rDNA was obtained with the enzymes BstUI, HaeIII, TaqI, HhaI, Sau96I, HinfI, HincII and NruI. The PCR-RAPD method detected a large number of polymorphic bands. Genetic distance among populations of An. cruzii varied from 0,0214 to 0,0673, suggesting that all individuals used in the analyses belong to a single species. The number of migrants per generation (Nm) was 4.3, showing the existence of gene flow among populations. The restriction profile of the ITS2, 5.8S and 28S gene regions was similar in all An. cruzii samples, whereas the results obtained by using HhaI and NruI are indicative that the individuals analyzed have nucleotide sequences distinct from those of An. cruzii samples from Peruíbe and Juquiazinho deposited in GenBank.

Habitat suitability of Anopheles vector species and association with human malaria in the Atlantic Forest in south-eastern Brazil

Every year, autochthonous cases of Plasmodium vivax malaria occur in low-endemicity areas of Vale do Ribeira in the south-eastern part of the Atlantic Forest, state of São Paulo, where Anopheles cruzii and Anopheles bellator are considered the primary vectors. However, other species in the subgenus Nyssorhynchus of Anopheles (e.g., Anopheles marajoara) are abundant and may participate in the dynamics of malarial transmission in that region. The objectives of the present study were to assess the spatial distribution of An. cruzii, An. bellator and An. marajoara and to associate the presence of these species with malaria cases in the municipalities of the Vale do Ribeira. Potential habitat suitability modelling was applied to determine both the spatial distribution of An. cruzii, An. bellator and An. marajoara and to establish the density of each species. Poisson regression was utilized to associate malaria cases with estimated vector densities. As a result, An. cruzii was correlated with the forested slopes of the Serra do Mar, An. bellator with the coastal plain and An. marajoara with the deforested areas. Moreover, both An. marajoara and An. cruzii were positively associated with malaria cases. Considering that An. marajoara was demonstrated to be a primary vector of human Plasmodium in the rural areas of the state of Amapá, more attention should be given to the species in the deforested areas of the Atlantic Forest, where it might be a secondary vector.

Observações sobre atividade de mosquitos Culicidae em mata primitiva da encosta no Vale do Ribeira, São Paulo, Brasil

Relatam-se observações sobre o ciclo diário de atividade culicídea em ambiente primitivo da floresta perenifólia higrófila da encosta, do Sistema da Serra do Mar, no Vale do Ribeira, Estado de São Paulo, Brasil. Com periodicidade bimensal, e no período de dois anos, foram levadas a efeito coletas de vinte e cinco horas ininterruptas com o emprego de isca humana, bem como a utilização de armadilhas tipo Shannon operadas dentro e fora do ambiente florestal. Os resultados evidenciaram acentuada dominancia de An. cruzii, que se manteve durante todos os meses do ano mesmo naqueles de menor atividade culicídea. A influência crepuscular evidenciou-se pela nítida ocorrência de picos endocrepusculares para An. cruzii e An. bellator, seguidos imediatamente por outros, de menor intensidade, caracterizando assim ritmo que se propõe chamar de paracrepuscular. Ambas essas espécies de Kerteszia apresentaram atividade contínua para a isca humana, no período das 24 horas. Cx. sacchettae mostrou-se nitidamente noturna e com ritmo eocrepuscular. Ae. serratus e Ps. ferox revelaram-se essencialmente diurnos, com certa tendência ao ritmo paracrepuscular porém, até onde foi possível observar, de maneira incompleta e limitado ao crepúsculo matutino. A atividade ininterrupta, aliada à densidade e dominância de An. cruzii reafirma sua importância epidemiológica e a torna uma das feições que caracteriza o ambiente primitivo supracitado.

Observações sobre atividade de mosquitos Culicidae em matas primitivas da planície e perfis epidemiológicos de vários ambientes no Vale do Ribeira, São Paulo, Brasil

Observou-se o ciclo diário da atividade culicídea em ambiente primitivo das florestas perenifólias higrófilas da planície, compreendendo tanto a quaternária como a de transição, do Sistema da Serra do Mar, no Vale do Ribeira, Estado de São Paulo (Brasil). Em cada floresta foram realizadas capturas mensais de 25 horas ininterruptas com o emprego de isca humana, bem como a utilização de armadilha tipo Shannon operadas dentro e fora do ambiente florestal. Registrou-se a dominância de An. cruzii embora não de maneira tão acentuada quanto a verificada na mata da encosta, mas que se manteve durante todos os meses do ano. Juntamente com Ae. serratus e An. bellator, esse mosquito manteve-se continuamente em atividade, na isca humana, durante todo o período das 24 horas. Cx. sacchettae e Ps. ferox revelaram ciclo nictimeral caracteristicamente noturno para o primeiro e diurno para o segundo. A influência crepuscular evidenciou-se com a ocorrência de nítidos picos endocrepusculares para An. cruzii, An. bellator e o caráter eocrepuscular para Cx. sacchettae. Aquelas duas espécies de Kerteszia confirmaram a presença de ritmo paracrepuscular. O Ae. scapularis ocorreu nas coletas efetuadas no aberto, ou seja, no meio extraflorestal onde não se registrou a presença de Ae. serratus. Comparando-se os resultados destas observações com aqueles obtidos no ambiente modificado e na mata da encosta, pôde-se traçar o perfil culicídeo dos quatro locais notando-se a ocorrência de nítida sucessão na fauna, conseqüente às alterações introduzidas pelo homem. Ae. scapularis e Cx. ribeirensis mostraram capacidade de adaptação ao ambiente humano, com a conseqüente importância epidemiológica que desse fenômeno se pode deduzir.

Composição e atividade de mosquitos Culicidae. Emprego de armadilha CDC no Vale do Ribeira, Estado de São Paulo, Brasil

Com o emprego da armadilha CDC determinou-se a composição específica da fauna de mosquitos Culicidae em locais com vegetação primária, situados em terras baixas e próximas a mangues, no litoral sul do Estado de São Paulo (Brasil). Como resultado geral foram obtidos cerca de 64 espécies ou grupos. Entre as que foram mais freqüentes destacaram-se Culex (Mel.) sacchettae (71,6%), Anopheles (Ker.) cruzii (10,5%), Phoniomiya spp. (8,2%) e Culex (Mel.) taeniopus (2,9%). Também com este método de coleta, nos horários crepuscular vespertino, noturno, ao lado do uso de isca ave e roedor, a dominância nítida foi de Cx. sacchettae, ao contrário do que ocorreu no mesmo local com isca humana, quando An. cruzii foi a espécie predominante. A diversidade calculada para o interior, margem da mata, campo aberto e domicílio, tendo sido de 1,7 a 6,2 revelou fauna relativamente rica para Culicidae. Não obstante a marcante presença de Culex (Cux.) quinquefasciatus no domicílio, foi inesperada a elevada freqüência de Cx. sacchettae. Além disso, a presença proporcional de An. cruzii no solo e copa sugere mobilidade desse anofelino no interior da floresta, enquanto que a sua atividade em ambiente extraflorestal revelou ser restrita. Nesse particular, Cx. sacchettae demonstrou ser espécie ubiqüista e ocorrente durante todos os meses do ano, porém com picos mais elevados nas estações verão e outono.

Preferências alimentares e domiciliação de mosquitos Culicidae no Vale do Ribeira, São Paulo, Brasil, com especial referência a Aedes scapularis e a Culex (Melanoconion)

Apresentam-se novos dados sobre a identificação do sangue ingerido por culicídeos ingurgitados e coletados em quatro localidades do Vale do Ribeira, Estado de São Paulo (Brasil), no período de fevereiro a novembro de 1986, e que já tinham sido sede de observações anteriores. São fornecidos dados sobre a distribuição de algumas espécies relacionadas ao tipo de ambiente. Focalizam-se Ae. scapularis e representantes de Culex (Melanoconion), principalmente Cx. ribeirensis e Cx. sacchettae. Foi possível a identificação de 651 repastos sangüíneos. Confirmou-se a preferência de Ae. scapularis por mamíferos de grande porte representados por bovinos, eqüinos e o próprio homem, tendo reagido a todos os anti-soros testados, com exceção do correspondente a animais de sangue frio representados por anfíbio. Cx. ribeirensis revelou resultados que sugerem possível preferência por mamíferos. As duas espécies supracitadas mostram tendência nítida para adaptação ao ambiente modificado pelo homem e capacidade de evolução de seus hábitos de possível domiciliação. Quanto aos outros culicídeos, as coletas de An. bellator, An. cruzii e Cq. chrysonotum limitaram-se à isca humana que a segunda dessas espécies rendeu 31,6% do total de fêmeas capturadas.

Freqüência ao ambiente humano e dispersão de mosquitos Culicidae em área adjacente à mata atlântica primitiva da planície

Apresentam-se resultados obtidos com observações em área adjacente a ambiente primitivo representado pela mata atlântica da planície. Focalizam-se as espécies Aedes scapularis, Anopheles bellator, An. cruzii e Culex sacchettae. A dispersão foi estudada com a utilização de hospedeiro único e que assim permitiu o reconhecimento dos mosquitos pela identificação do sangue ingerido. A freqüência ao ambiente humano foi observada mediante a realização de coletas com aspiração e utilização de isca humana, no peridomicílio e na mata circunjacente. Ae. scapularis revelou acentuada capacidade de dispersão apetente, bem como permanência no ambiente domiciliar. Os anofelinos Kerteszia mostraram tendência ao abandono desse meio e capacidade de retorno pós-prandial ao ambiente florestal primitivo. O Cx. sacchettae, juntamente com as outras três espécies, revelou freqüência regular "a isca humana no peridomicílio. A estimativa do índice alimentar ("feeding index") para Ae. scapularis mostrou preferência por animais de grande porte, principalmente bovinos. Considera-se que no mecanismo de domiciliação, desses mosquitos, a presença de fontes sangüíneas, representada por número significante de animais domésticos de grande porte, constitui fator de atração para populações de mosquitos silvestres existentes na mata adjacente. Destes, aqueles que tendem a permanecer no ambiente humano, após a realização do repasto sanguíneo, assumem particular significado na transmissão de agentes infecciosos, destacando Ae. scapularis e Cx. sacchettae.

Studies on mosquitoes (Diptera: Culicidae) and anthropic environment: 1- Parity of blood seeking Anopheles (Kerteszia) in South-Eastern Brazil

Populations of Anopheles (Kerteszia) were sampled fortnightly over a one-year period (August 1991 to July 1992) at Ribeira Valley, S. Paulo State, Brazil. Indoor and outdoor collections were made on human bait at evening crepuscular period. The Polovodova technique for age grading was applied to 3,501 females of Anopheles cruzii and to 416 females of An. bellator. That sample represented 34.4% of the total number of mosquitoes collected. The most abundant species found was An. cruzii. However, An. bellator showed an endophagy that was almost three times greater than that of An. cruzii. The overall parous rate was 25.4% and uniparity was practically dominant one. A proportion of 26.9% of An. cruzii and 12.0% of An. bellator were found to be uniparous. Only three outdoor females of the former species (0.1%) showed biparity. Parity of An. cruzii was higher in females caught outdoors than in those caught indoors. Nevertheless, 497 nulliparous females examined (417 cruzii and 80 bellator) had ovaries that had advanced to Christophers and Mer stages III to V. These results imply that these females had already practised hematophagy. Relating these results to those from the parous females, a high statistical significance was found, leading to the conclusion that gonothophic discordance is a common pattern among these anophelines. Further, these results obtained with human bait catches strongly suggest that nearly 38.0% of these host-seeking females had already taken at least one previous blood-meal. So it is possible that enough time could thus be available for the plasmodian development in the vectors.

Studies on mosquitoes (Diptera: Culicidae) and anthropic environment: 4 - Survey of resting adults and synanthropic behaviour in South-Eastern, Brazil

Resting adults Culicidae were collected from January 1992 through January 1993 in several habitats of the Ribeira Valley region. The diversity of species found among them suggested that the vegetation remaining within human settlements favored the survival and the population increase of some mosquitoes. Among there are: Ae. scapularis, Ae. serratus, Cx. (Culex), Cx. nigripalpus and Cx. (Melanoconion) such as Cx. ribeirensis. That preservation role may be attributed to the rearing of livestock and the consequent increase in the number of blood sources. These species may be classified as hemisynanthropes and Cx. oedipus apparently evolving to the eusynanthropic status. On the other hand, An. cruzii showed an asynanthropic behaviour, with a low degree of survival in the modified human environment. Epidemiological implications of the data are mentioned.

Studies on mosquitoes (Diptera: Culicidae) and anthropic environment: 11 - Biting activity and blood-seeking parity of Anopheles (Kerteszia) in South-Eastern Brazil

An. (Ker.) cruzii and An. (Ker.) bellator were monitored by the use of human bait and Shannon trap collections during a one-year period in 1994. Indoor and outdoor collections were made on human bait and inside the forest environment a Shannon trap was used. Both were undertaken in the evening crepuscular period. Results showed a greater abundance of An. cruzii in the forest, where as An. bellator was more abundant in the domiciliary environment. Through the application of the Polovodova method an age grading was established. Computing the parous and nulliparous females with Christopher's Stage III and above, more than 30.0% of blood-seeking specimens of both anophelines had had a previous blood meal. The higher abundance of An. bellator as compared with that of An. cruzii in the domiciliary environment may be explained by the influence of the neighboring low-lying coastal islands of the estuary system.