Updating Anopheles species and symbiont associations from the Sud Kivu Region of Eastern Democratic Republic of Congo
本研究通过揭示按蚊属(An. gambiae)与德梅氏按蚊(An. demeilloni)种群之间的季节性更替,确认了麦氏按蚊(An. maculipalpis)和库氏按蚊(An. coustani s.l.)的存在,并证明了虽然按蚊属(An. gambiae)缺乏抑制疟疾的共生体,但德梅氏按蚊(An. demeilloni)携带高流行率的沃尔巴克氏菌(Wolbachia),从而更新了对刚果民主共和国东部南基伍省按蚊物种多样性及其共生体关联的理解。
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疟疾仍然是人类健康面临的最持久威胁之一,这种由蚊子传播的疾病每年夺走数十万人的生命。在刚果民主共和国,该国的疟疾病例数位居世界第二,而政治动荡和复杂地形使挑战更加严峻,让科学家们难以准确追踪究竟有哪些蚊种存在以及它们的行为习性。为了有效地对抗这种疾病,研究人员必须了解他们正在研究的昆虫的具体身份,因为不同的物种具有不同的习性和在传播疾病中扮演的不同角色。除了仅仅为蚊子命名之外,科学家们也越来越对生活在它们体内的微小生物感兴趣。一些被称为共生体的细菌和真菌可以自然地阻止蚊子传播疟疾。如果这些微小的盟友能够被理解,或者可以被鼓励在野生的蚊群中传播,它们就可能成为减少疾病的有力工具,而不必仅仅依赖化学喷雾。
在刚果东部基伍南苏科鲁基高海拔村庄,一支研究小组出发,旨在更新蚊类生命的地图,并检查是否存在这些有益的微观伙伴。该地区拥有复杂的蚊种混合体,但以往的记录通常基于简单的视觉检查,这可能会忽略近缘昆虫之间的细微差异。该团队进行了两次独立的调查:一次跨越了从2021年晚期到2022年晚期的近一年时间,另一次是在2023年夏季。他们从六个不同的地点采集了成年蚊子,利用诱蚊灯和手持吸虫器在房屋内部及其周围环境中进行捕捉。一旦捕捉完成,这些昆虫会被带到当地实验室进行初步分类,然后被送往英国进行详细的遗传学分析,以确认其确切物种,并筛查它们是否存在 Wolbachia 细菌和 Microsporidia MB——这两种已知能干扰疟疾传播的共生体。
结果显示,蚊类种群呈现出随季节变化的显著变化。在第一次调查中(涵盖了多雨月份),收集到的绝大多数蚊子属于冈比亚疟蚊(Anopheles gambiae)群组,这是疟疾传播的主要驱动力。遗传测试证实,这些正是冈比亚疟蚊,在该地区没有发现其近亲库鲁兹疟蚊(Anopheles coluzzii)的证据。至关重要的是,当研究人员测试这些蚊子是否携带这些有益共生体时,发现了一无所获;这些蚊子完全不携带 Wolbachia 和 Microsporidia MB。这表明,在这个特定地区及这个季节,主要的疟疾媒介并不天然携带这些保护性微生物。
当团队在2023年8月(一个较干燥时期)返回时,情况发生了戏剧性的变化。取而代之的不再是传播疟疾的物种,而是另一种被称为德梅利翁疟蚊(Anopheles demeilloni)的蚊子。这种物种更偏好半永久性的水源,例如即使在降雨停止后仍保持存在的溪流,它构成了捕获物种中的大部分。当研究人员测试这些蚊子时,发现 Wolbachia 细菌的流行率很高。在一个村庄中,近四分之三的德梅利翁疟蚊携带这种细菌,而在相邻的一个村庄中,约有三分之一受到感染。这一发现意义重大,因为它证实了这一特定蚊种天然宿主着高密度且稳定的 Wolbachia 感染,这种感染有潜力在种群中传播并阻断疟疾传播。研究人员还识别出了2023年采集样本中其他较不常见的物种,包括库斯塔尼疟蚊(Anopheles coustani),证实了它们在该地区的存在。有趣的是,虽然团队注意到库斯塔尼疟蚊的翅纹存在差异,但遗传测试显示它们都是同一个物种,这凸显了仅凭肉眼辨别这些昆虫是多么困难。
研究结论认为,刚果东部的疟疾风险图景并非静止不变,而是随着季节的变化而变化,不同的蚊种在一年中的不同时间占据主导地位。虽然在雨季发现的主要疟疾媒介并不携带保护性细菌,但在干季大量的德梅利翁疟蚊中发现的 Wolbachia 提供了这些微生物如何在野生种群中繁衍的自然范例。研究人员在他们测试的所有蚊子中均未发现另一种共生体 Microsporidia MB 的证据,也未发现除已知感染德梅利翁疟蚊之外的其他 Wolbachia 菌株。这些发现提供了一个更清晰、更准确的该地区昆虫世界的图像,表明有效的疟疾控制策略必须考虑到蚊类种群的季节性变化以及每个物种特定的生物特征。
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