Biological parameters of Meccus phyllosomus, Meccus mazzottii and laboratory bred-hybrids

SUMMARY

Data  is  reported  about  life  cycle,  number  of  blood meal  to  molt  to  next  instar,  mortality  and  percentage  of females  on  hybrids  from  crosses  of  M.  phyllosomus  x  M. mazzottii  compared  to  “pure”  cohorts  of  M.  phyllosomus (Burmeister) and M. mazzottii (Usinger). Recorded life cycle was  significantly ( P<0,05)  shorter  in  both  hybrids  cohorts with  respect  to  the  two  parental  ones.  In  contrast,  non significant (P>0,05) differences were recorded in the number of blood meals to molt to next instar when the four studied cohorts were compared. Mortality percentage (41.8%) on the parental cohort of M. phyllosomus was significantly (P<0,05) higher than those in the three other studied cohorts. Female percentage  was  similar  (P>0,05)  when  the  four  studied cohorts were compared.
 
Key words: Biology, hybrids, Meccus phyllosomus, Meccus mazzottii, Mexico.
 

Recibido el 22/11/2012  Aceptado el 11/05/2013

  En  México  la  enfermedad  de  Chagas  es considerada  una  de  las  principales  enfermedades transmitidas  por  vectores,  dado  que  se  calcula que  1,5  millones  de  habitantes  están  infectados con  Trypanosoma  cruzi  (Chagas,  1909)  y  que el  incremento  anual  en  el  número  de  personas infectadas  alcanza  los  70  000  casos.  El  estado  de Oaxaca  (en  el  sur  de  México),  con  más  de  84  000 casos  (aprox.  3%  de  los  habitantes)  es  considerado la octava entidad con más casos de tripanosomiasis de este país, ubicados mayoritariamente en las zonas rurales  (Ramsey,  et  al.  2003. Actualidades  sobre  la epidemiología de la enfermedad de Chagas en México. En:  Iniciativa  para  la  vigilancia  y  el  control  de  la enfermedad  de  Chagas  en  la  República  Mexicana. Eds. Ramsey et al. 1a Ed: 85-103. Instituto Nacional de  Salud  Pública.  Cuernavaca,  México).  Dentro de  esta  entidad  federativa,  la  Región  del  Istmo  de Tehuantepec  [SEGOB  (Secretaría  de  Gobernación) (2010). Enciclopedia de los Municipios de México. Documento  en  Línea.  Disponible  en  http://www.e-local.gob.mx/wb2/ELOCAL/ELOC_Enciclopedia  (Consultado: 2012, Noviembre, 15)] es una de las más epidemiológicamente importantes por la enfermedad de Chagas, ya que se han registrado casos autóctonos de  cardiomiopatía  dilatada  asociada  con  infección diagnosticada de T. cruzi (Moreno-López et al., 2001. Arch. Cardiol. Mex. 71: 43-49). Refuerza igualmente esta consideración el hecho de haberse recolectado en  el área ejemplares de M. phyllosomus (Burmeister), 1835  y  de  M.  mazzottii  (Usinger),  1941  (Benítez-Alva et al., 2012. BIOCYT. 5: 327-340), considerados eficientes  vectores  de  T.  cruzi  (Martínez-Ibarra  et al., 2006. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 101: 787-794).

Para  los  ejemplares  recientemente  recolectados  de M.  phyllosomus  se  han  reportado  porcentajes  de infección  por  T.  cruzi  cercanos  a  40%  (Villalobos et al., 2011. Am. J. Trop. Med. Hyg. 85: 490-497) y de 62% en el caso de M. mazzottii (Benítez-Alva et al., 2012. Op. cit.), lo que incrementa la importancia de  los  estudios  sobre  vectores  de  esta  área.  En  un estudio reciente (Martínez-Ibarra et al., 2011. Mem. Inst.  Oswaldo  Cruz.  106:  293-300)  se  reporta  la obtención  en  laboratorio  de  híbridos  fértiles  de  M. phyllosomus  x  M.  mazzottii  (documentado  por  dos generaciones, F1 y F2), lo que, de estar sucediendo bajo  condiciones  naturales,  podría  significar  la presencia de vectores más capaces (que las especies parentales),  por  ejemplo,  de  invadir  los  domicilios humanos, como se ha reportado que sucede con los híbridos  de  Triatoma  sherlocki  x  T.  juazeirensis  en Brasil (Almeida et al., 2012. Acta Trop. 122: 71-79) o de tener resistencia a insecticidas, como los híbridos de  T.  infestans  x  T.  platensis  en  Argentina  (Mas-Coma  &  Bargues,  2009.  Acta  Trop.  110:  112-136). En consecuencia, como parte de una serie de estudios sobre  la  biología  de  los  triatóminos  mexicanos  se realizó una investigación con la finalidad de averiguar sobre diversos parámetros biológicos de los híbridos de M. phyllosomus x M. mazzottii, en condiciones de laboratorio.


Material biológico (Triatóminos)  

Para  iniciar  el  estudio  se  recolectaron  39 ejemplares silvestres de M. phyllosomus (Burmeister), 1835,  y  32  de  M.  mazzottii  (Usinger),  1941,  de la  Región  Istmo  de  Tehuantepec  en  Oaxaca.  Los ejemplares  de  M.  phyllosomus  fueron  recolectados en Santo Domingo Tehuantepec (95º 25’ W, 16º 17’ N) en tanto que los de M. mazzottii procedían de San Pedro Huamelula (95º 40’ W, 16º 01’ N) (60 km al oeste  de  Santo  Domingo Tehuantepec);  en  ninguna de las localidades de recolecta o en las aledañas se reporta simpatría entre M. phyllosomus y M. mazzottii (Benítez-Alva et al., 2012. Op. cit.). Se identificaron los ejemplares mediante las claves de uso más común (Lent & Wygodzinsky, 1979. Bull. Am. Mus. Nat. Hist. 163: 123-520), tomando en cuenta la revalidación del género  Meccus  (Carcavallo  et  al.,  2000.  Entomol. Vect. 7: 79-82.), la cual aceptamos los autores como establecida  con  argumentos  válidos.  Con  el  apoyo de personal investigador de la Universidad Nacional Autónoma de México se analizaron molecularmente muestras  de  cada  población  (cinco  ejemplares) mediante  ITS-2  y  mtCytB,  ello  con  la  finalidad de  conocer  su  adecuada  ubicación  taxonómica (Martínez-Hernández  et  al.,  2006.  Mol.  Phylogenet Evol. 41: 279-287).

Establecimiento de colonias

  Posteriormente  se  inició  con  la  cría  de ejemplares por especie, bajo condiciones controladas de  temperatura  de  27º±1ºC,  humedad  relativa  (hr) de  75%±5%  y  fotoperiodo  de  12:12  horas,  por  ser condiciones favorables para su cría (Martínez-Ibarra et al., 2006. Op. cit.). Se les alimentó semanalmente sobre  conejos  Nueva  Zelanda  previamente anestesiados,  de  acuerdo  con  la  Norma  Oficial Mexicana  SAGARPA  (Secretaría  de  Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación) NOM-062-ZOO-1999,  Especificaciones  técnicas para  la  producción,  cuidado  y  uso  de  los  animales de laboratorio. Documento en Línea. Disponible en: fmvz.unam.mx/fmvz/principal/archivos/062ZOO. pdf (Consultado. 2012, Noviembre 15).

  Se obtuvieron tres generaciones por colonia con la intención de verificar la “pureza” (individuos no híbridos) de las mismas, mediante la revisión del fenotipo de la progenie, el cual se consideró “puro” cuando las características fenotípicas de la progenie (F1,  F2  y  F3)  coincidían  con  las  enlistadas  en  las claves  de  uso  común  (Lent  & Wygodzinsky,  1979. Op. cit.). Este método se basa en un estudio realizado anteriormente (Martínez-Ibarra et al., 2011. Op. cit.) de cruzas interespecíficas entre miembros del género Meccus. Cada ejemplar de la tercera generación fue separado  al  llegar  a  quinto  estadio  y  agrupado  por sexo con los ejemplares de la colonia de su especie, con la finalidad de tener ejemplares vírgenes al llegar éstos a adultos.

Entrecruzamientos

  Obtenidos  los  ejemplares  vírgenes, se  realizaron  20  cruzas  interespecíficas  y  20 intraespecíficas,  como  se  detalla:  Cohorte  A,  10 cruzas  individuales  de  ♀M.  phyllosomus  x  ♂M. mazzottii; cohorte B, 10 cruzas de ♂M. phyllosomus x  ♀M.  mazzottii;  cohorte  C,  10  cruzas  de  ♀M. phyllosomus  x  ♂M.  phyllosomus;  cohorte  D,  10 cruzas de ♀M. mazzottii x ♂M. mazzottii. Los huevos fueron agrupados por día de oviposición de acuerdo a la cohorte de cruzas, hasta obtener 200 por cada una.

Crianza de triatóminos y obtención de los parámetros biológicos

  Se  procedió  a  incubarlos  hasta  obtener  las ninfas de primer estadio (la cantidad que emergiese de  los  200  huevos),  las  cuales  fueron  marcadas individualmente con marcador indeleble y separadas en  grupos  de  10  (de  acuerdo  con  su  fecha  de nacimiento)  en  recipientes  de  plástico  transparente (10 cm altura x 5 cm base) y mantenidas en cámaras climáticas  bajo  las  condiciones  de  laboratorio anteriormente descritas. Se les alimentó tres días post nacimiento  y  posteriormente  la  oferta  del  alimento sanguíneo fue semanal. Se les revisó diariamente, con la finalidad de registrar cambios de estadio o decesos.

Con  los  datos  obtenidos  se  estimó  el  ciclo  de  vida por ejemplar, desde huevo hasta adulto, así como el número de repastos sanguíneos para mudar de estadio ninfal,  la  mortalidad  total  y  el  número  de  hembras obtenido al final de cada ciclo biológico estudiado. El análisis de las variables se realizó mediante una prueba de  t  de  Student  o  análisis  de  varianza  (ANOVA). Para ANOVA se realizaron comparaciones post hoc mediante el análisis de Scheffé.

Descripción  y  discusión  de  los  resultados obtenidos

  El ciclo de vida de las cuatro cohortes bajo estudio  varió  significativamente ( P<0,05)  entre  las dos cohortes híbridas respecto de las dos parentales, no  encontrándose  diferencias  (P>0,05)  entre  las  dos híbridas  ni  entre  las  dos  parentales.  El  número  de número de repastos sanguíneos para mudar de estadio ninfal varió de 6,8 en la cohorte C (M. phyllosomus) a  11,4  en  la  cohorte  B  (híbrida),  sin  embargo,  las diferencias  no  fueron  significativas ( P>0,05).  El porcentaje  de  mortalidad  fue  significativamente (P<0,05) superior en la cohorte C respecto de las otras tres cohortes bajo estudio. El porcentaje de hembras fue similar (P>0,05) entre las cuatro cohortes (Tabla I).

  El ciclo de vida de las cohortes bajo estudio varió de alrededor de 6,5 a7,5 meses, lo que indica que se trata de ciclos cortos, similares a los de T. protracta protracta  (Uhler,  1894)  (Martínez-Ibarra  et  al., 2012a. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 107: 659-663) y los de dos especies filogenéticamente cercanas a ambas especies parentales, M. pallidipennis (Usinger, 1939) (Martínez-Ibarra et al., 2012b. J. Vect. Ecol. 37: 1-9) y M. longipennis (Usinger, 1939) (Martínez-Ibarra et al., 2013. Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 108: 239-242).

Se  registraron  ciclos  más  cortos  en  las  cohortes  de híbridos  respecto  de  las  parentales  (similares  entre sí),  lo  que  representa  la  presencia  de  hembras  en menor tiempo, lo que a su vez genera un potencial riesgo de tener una mayor abundancia ejemplares y por ende, un mayor riesgo potencial de transmisión de T. cruzi. Los dos promedios mayores de número de repastos sanguíneos para mudar de estadio ninfal fueron  los  de  las  dos  cohortes  de  híbridos,  lo  que igualmente significa un mayor riesgo de transmisión de  T.  cruzi  a  los  reservorios,  dado  que  mayor número  de  alimentaciones  significa  mayor  número de  contactos  vector-hospedero,  con  el  resultante aumento  en  el  riesgo  de  defecación  del  triatomino sobre  el  hospedero  (Martínez-Ibarra  et  al.,  2012b. Op. cit.). La mortalidad fue baja (inferior a 26%) en ambas  cohortes  de  híbridos  y  en  la  parental  de  M. mazzottii, similar a M. pallidipennis de tres diferentes regiones  de  México  (Martínez-Ibarra  et  al.,  2012b. Op. cit.), especie considerada como de los vectores más importantes de T. cruzi en México (Ramsey et al.,  2003.  Op.  cit.).  La  baja  mortalidad  representa una desventaja epidemiológica, dado que una menor mortalidad  significa  mayor  número  de  triatóminos potencialmente  infectantes  hacia  los  humanos.  El porcentaje  de  hembras  fue  de  alrededor  de  50%, lo  que  es  común  entre  las  especies  de  triatóminos (Martínez-Ibarra  et  al.,  2012a,  2013.  Op.  cit.).  Al parecer, este parámetro no se vio influenciado por la realización de cruzas interespecíficas, pues fue muy similar entre las cuatro cohortes estudiadas.

  Si  bien  en  ninguno  de  los  dos  estudios recientes (Villalobos et al., 2011. Op. cit., Benítez-Alva et al., 2012. Op. cit.) realizados en la Región Istmo sobre presencia de triatóminos se ha reportado la  presencia  de  híbridos  de  M.  phyllosomus  x  M. mazzottii,  ello  es  explicable  por  el  hecho  de  que los  híbridos  de  la  cruza  de  estas  dos  especies  son morfológicamente similares a M. mazzottii (Martínez-Ibarra et al., 2006. Op. cit.), por lo que los individuos identificados  como  M.  mazzottii  en  los  citados estudios quizá eran híbridos, dado que no se hizo en ellos análisis de progenie para conocer su “pureza”.

  Los  resultados  obtenidos  sugieren  la presencia de vigor híbrido en los individuos estudiados, entendido éste como “la superioridad de los híbridos sobre el mejor parental en una o más características”; en otras palabras, que el híbrido tiene mayor aptitud para  desarrollar  en  alto  grado  sus  funciones  vitales (Miglani,  2008.  Fundamentals  of  Genetics,  Alpha Science,  Oxford,  U.K.).  Ello  implicaría  un  riesgo epidemiológico mayor de transmisión de T. cruzi a los reservorios presentes en el área de la Región Istmo de Tehuantepec. Dicho vigor podría contribuir a explicar la abundancia de M. mazzottii así como la incidencia de casos de infección por T. cruzi en humanos de la Región  Istmo.  Estos  resultados  concuerdan  con  lo reportado en Brasil acerca de la mayor habilidad de los híbridos de Triatoma sherlocki x T. juazeirensis para  invadir  viviendas  que  la  de  sus  parentales (Almeida et al., 2012. Op. cit.), o con lo reportado en Argentina, relativo a los híbridos de T. infestans x T. platensis, resistentes a los insecticidas, a diferencia de sus parentales (Mas-Coma & Bargues. 2009. Op. cit.).

  Como complemento del estudio desarrollado, actualmente se encuentra en proceso otro estudio para conocer los parámetros de defecación y alimentación de  los  híbridos  de  M.  phyllosomus  x  M.  mazzottii. Ello  podrá  contribuir  a  conocer  mejor  el  riesgo potencial de transmisión de T. cruzi por los híbridos mencionados.

  Igualmente,  el  presente  estudio  brinda una  pequeña  contribución  a  esclarecer  la  relación filogenética entre M. phyllosomus x M. mazzottii. Los resultados  de  los  parámetros  estudiados  muestran gran similitud entre las cohortes parentales de ambas especies, lo que compagina con la propuesta de que ambos grupos son subespecies (Bargues et al., 2008. PLos Negl. Trop. Dis. 2: e233), propuesta basada en las  muy  pequeñas  distancias  genéticas  detectadas entre esos taxa. Sin  embargo,  la  controversia sobre este punto parece que continuará, pues otros estudios (Pfeiler et al., 2006. Mol. Phy logenet. Evol. 41: 209-221, Martínez-Ibarra et al., 2011. Mem. Inst. Oswaldo Cruz.  106:  293-300)  moleculares  y  biológicos sustentan la propuesta de que M. phyllosomus y M. mazzottii son especies válidas.

Tabla  I.  Ciclo  de  vida,  número  de  repastos  sanguíneos  para  mudar  de  estadio  ninfal,    mortalidad  y porcentaje de hembras de M. phyllosomus, M. mazzottii y de híbridos de ambas especies.