Pendahuluan

Faktor lingkungan yang paling mempengaruhi pertumbuhan populasi nyamuk adalah suhu dan nutrisi. Suhu dan nutrisi juga mempengaruhi ukuran tubuh pada spesies nyamuk. Ukuran tubuh diperkirakan mempengaruhi beberapa atribut ekologi vektor, termasuk fekunditas dan pemberian darah berulang kali, meskipun korelasi ini masih kontroversial. Pemberian makan berulang kali dalam siklus gonotrofik dapat meningkatkan risiko penularan penyakit dengan meningkatkan frekuensi kontak dengan inang. Dua jenis pemberian makanan berulang telah dikenal: pemberian makanan tambahan karena berkurangnya cadangan nutrisi pada betina teneral dan pemberian makanan terputus terutama karena pertahanan tubuh inang. Interupsi pemberian makan dapat terjadi ketika pemberian darah terganggu oleh respons defensif inang. Pemberian makan yang terputus-putus telah diamati pada berbagai spesies, dan pemberian makan sebagian yang kedua sering kali dilakukan dalam beberapa menit setelah yang pertama atau dalam waktu 2 hari. Pencarian inang setelah menghisap darah dihambat oleh berbagai faktor, termasuk distensi perut dan perkembangan telur, serta ukuran awal dari tepung darah dan kondisi nutrisi betina.

Pemberian makan berulang kali telah dipelajari pada Aedes aegypti dan digambarkan sebagai pemberian makan yang terputus-putus, bukan kebutuhan nutrisi. Namun, penelitian ini tidak cukup memisahkan kedua jenis pemberian makanan berulang-ulang tersebut karena nyamuk ditawari beberapa kali pemberian darah setelah interupsi tanpa menentukan apakah mereka dapat bertelur tanpa makanan tambahan. Untuk memperjelas perdebatan ini, mereka mempelajari hubungan antara ukuran tubuh dan pemberian makan berkali-kali pada Aedes aegypti strain Singapura, Aedes albopictus Nagasaki (Jepang), dan Aedes albopictus strain Ho Chi Minh (Vietnam) di laboratorium. Mereka tidak mempelajari pemberian makan berulang-ulang yang disebabkan oleh gangguan inang, namun fokus pada klarifikasi apakah kedua spesies aedine memerlukan pemberian makanan berkali-kali untuk bertelur, bahkan ketika mereka sedang dalam masa pertumbuhan penuh, dan bagaimana perilaku pemberian makan inang pada nyamuk yang mengalami masa pertumbuhan dapat bervariasi sesuai dengan ukuran tubuh.

Material dan Metode

A. Pemeliharaan Nyamuk Besar dan Kecil

Jumlah makanan (rendah atau tinggi) selama tahap perkembangan dimanipulasi untuk menghasilkan betina yang besar dan kecil. Dua kelompok nyamuk dari masing-masing spesies dibentuk dari pakan rendah dan tinggi pada suhu 30°C. Larva dipelihara dalam nampan plastik (40 kali 30 kali 7 cm) dengan kepadatan 200 larva per nampan. Larva diberi makanan larva masing-masing 0,05 dan 0,1 mg/larva/hari pada tahap awal dan tahap akhir, sebagai diet rendah. Angka ini adalah 0,4 dan 0,8 mg/larva/hari (percobaan pertama) atau 0,5 dan 1,0 mg/larva/hari (percobaan kedua) masing-masing untuk larva tahap awal dan tahap akhir, pada perlakuan diet tinggi. Makanan larva merupakan campuran makanan tikus dan bubuk ekstrak ragi (berat 1:1).

B. Pemberian Darah pertama

Nyamuk yang baru muncul ditempatkan di kandang pemeliharaan (30 x 20 x 20 cm) pada suhu 27°C, RH 70-90%, dan fotoperiode 14:10 (L:D) jam, dan diberi larutan sukrosa 3%. Laki-laki dan perempuan dipelihara bersama. Pada 5-6 hari setelah muncul, nyamuk betina diperbolehkan menghisap darah dari tangan manusia sampai mereka selesai makan, untuk membuat nyamuk menjadi besar. Mereka memperhatikan apakah nyamuk tampak membesar, dilihat dari perutnya yang membuncit setelah selesai makan. Secara total, 70 perempuan diberi makan darah dari masing-masing dua kelompok perlakuan (besar dan kecil).

Setiap betina yang sudah membesar disimpan secara terpisah dalam botol plastik (diameter 3 cm dan tinggi 6 cm) yang ditutup dengan jaring setelah diberi makan. Sepotong kapas basah ditempatkan di bagian bawah vial dan ditutup dengan selembar kertas saring sebagai substrat ovipositing. Setiap betina diamati setiap hari untuk memeriksa telurnya.

C. Uji Aktivitas Pencarian Inang

Aktivitas pencarian tuan rumah diuji setiap hari. Satu demi satu, betina yang diisolasi dilepaskan dari botol plastiknya ke dalam kandang pemeliharaan kosong (berukuran 30 kali 20 kali 20 cm). Aktivitas pencarian inang dilakukan dengan meletakkan tangan manusia di layar kandang. Respons nyamuk dibagi menjadi dua kategori tergantung pada apakah mereka terbang ke arah tangan dan mencoba menyelidikinya dengan belalainya (mencari inang) atau tidak bereaksi terhadap tangan dalam waktu 15 menit (tidak merespons).

D. Uji Pemberian Makan Berulang dan Oviposisi

Setiap betina yang diisolasi diperiksa setiap hari untuk mencari bukti adanya ovipositing. Tanggal mulai bertelur dicatat. Pada hari keempat setelah oviposisi pertama, seekor betina dibedah untuk menentukan apakah masih ada telur yang tertahan di ovariumnya. Jumlah telur yang diletakkan dan disimpan di ovarium dianggap sebagai jumlah telur yang dihasilkan oleh betina.

Betina yang tidak bertelur dalam waktu 6 hari pada Aedes aegypti dan dalam waktu 8 hari pada Aedes albopictus setelah pemberian darah pertama diperbolehkan untuk melakukan pemeriksaan darah kedua. Nyamuk dipindahkan dari botol plastik ke kandang pemeliharaan untuk menerima tepung darah lebih lanjut. Waktu pengambilan darah kedua ditentukan dari pengamatan kami di laboratorium, dengan mempertimbangkan waktu maksimum antara pengambilan darah dan posisi oviposisi pada kedua spesies. Prosedur ini diulangi hingga makan ketiga. Percobaan dihentikan jika nyamuk tidak bertelur dalam waktu 7 hari setelah makan ketiga. Semua betina, terlepas dari apakah mereka pernah bertelur, dibunuh di dalam freezer untuk mengukur panjang sayap mereka sebagai indikator ukuran tubuh.

E. Perhitungan Folikel Ovarium

Penelitian ini mengukur fekunditas nyamuk dengan menghitung jumlah folikel ovarium. Subsampel betina yang baru muncul dari perlakuan besar dan kecil dipelihara dengan larutan sukrosa 3% dan dibunuh dalam waktu 5-6 hari setelah muncul. Ovarium dibedah untuk menghitung jumlah folikel ovarium. Kami menghitung jumlah folikel primer (Christophers tahap II); pada tahap ini, panjang folikel ~100 µm dan ooplasma mengandung tetesan lipid halus. Folikel primer biasanya tetap berada dalam tahap istirahat previtellogenik sampai betina selesai makan darah. Jumlah folikel dalam satu ovarium digandakan untuk mewakili jumlah folikel pada wanita.

Hasil Pengamatan

Betina besar diproduksi dalam kondisi pola makan tinggi pada kedua spesies. Panjang sayap adalah 2,82 ± 0,09 mm (rata-rata±SE) pada percobaan pertama dan 3,11 ± 0,08 mm pada percobaan kedua pada Aedes aegypti SG, dan 2,53 ± 0,09 mm pada Aedes albopictus NG dan 2,72 ± 0,07 mm pada strain Aedes albopictus HCM. Betina kecil diproduksi dalam kondisi pola makan rendah; panjang sayap adalah 2,34 ± 0,12 mm (rata-rata ± SE) pada percobaan pertama dan 2,39 ± 0,04 mm pada percobaan kedua pada Aedes aegypti SG, dan 2,14 ± 0,09 mm pada Aedes albopictus NG dan 2,31 ± 0,07 mm pada Aedes albopictus HCM. Kebanyakan Aedes aegypti (93,6% pada percobaan pertama, 92,9% pada percobaan kedua) bertelur setelah makan darah pertama. Demikian pula, sebagian besar Aedes albopictus (90% [n = 140] pada strain NG dan 87,9% [n = 140] pada strain HCM) bertelur setelah makan darah pertama. Secara total, empat dari 19 nyamuk Aedes aegypti bertelur setelah pemeriksaan darah kedua, dan tidak ada satu pun dari 14 betina yang melakukan pemeriksaan darah ketiga. Pada strain Aedes albopictus NG, 12 dari 14 strain Aedes albopictus HCM bertelur setelah makan kedua dan satu dari dua bertelur setelah makan ketiga, sedangkan semua dari 17 strain Aedes albopictus HCM bertelur setelah makan darah kedua. Tidak ada hubungan antara ukuran sayap dan multiple feeding selama siklus gonotrofik (multiple feeding).

Periode antara pemberian darah pertama dan oviposisi adalah 3,23 ± 0,95 hari pada percobaan pertama dan 3,56 ± 0,92 hari pada percobaan kedua pada Aedes aegypti. Periode ini adalah 5,76 ± 2,44 hari pada strain Aedes albopictus NG dan 4,85 ± 2,22 hari pada strain Aedes albopictus HCM. Nyamuk besar bertelur lebih awal dibandingkan nyamuk kecil pada kedua spesies. Aedes aegypti bereaksi terhadap tangan manusia sejak hari ke-2 setelah menghisap darah (pada hari ke-1), sedangkan Aedes albopictus HCM mulai mencari inang pada hari tersebut. Meskipun 92,9% Aedes aegypti bertelur setelah pertama kali menghisap darah, 36,2% di antaranya menunjukkan perilaku mencari inang. Di antara mereka, 33% mencari inang pada hari ke-2, 36% pada hari ke-3, 23% pada hari ke-4, dan 1% pada hari ke-5. Sebagian besar (87,9%) Aedes albopictus HCM bertelur setelah satu kali menghisap darah, namun 32,5% menunjukkan inangnya. mencari perilaku sebelum oviposisi. Pada individu yang mencari inang, 27% melakukannya pada hari ke-4, 29% pada hari ke-5, dan 12% pada hari ke-6. Semua betina yang bertelur setelah makan darah kedua (kecuali seekor Aedes albopictus HCM) menunjukkan perilaku mencari inang. perilaku. Perilaku pencarian inang yang bergantung pada ukuran diamati pada Aedes aegypti SG tetapi tidak pada Aedes albopictus HCM. Betina kecil menunjukkan lebih banyak reaksi mencari inang pada Aedes aegypti. Persamaan regresi nyamuk Aedes aegypti adalah sebagai berikut: frekuensi pencarian inang = 3,10 - 0,87 x panjang sayap (dalam mm). Sedangkan untuk Aedes albopictus HCM adalah sebagai berikut: frekuensi pencarian inang = 1,70 - 0,47 x ukuran sayap.

Jumlah folikel berhubungan positif dengan panjang sayap pada kedua spesies, dengan betina berukuran besar memiliki lebih banyak folikel. Demikian pula, terdapat hubungan positif antara jumlah total telur dan ukuran sayap pada kedua spesies, dimana betina besar menghasilkan lebih banyak telur dibandingkan betina kecil. Pada Aedes aegypti SG, sebagian besar betina (masing-masing 94,7 dan 92,5% selama percobaan pertama dan kedua) bertelur dan tidak ada telur yang tersisa di ovariumnya, sedangkan sisanya (5,3 dan 7,5% pada percobaan pertama dan kedua). percobaan, masing-masing) memiliki beberapa telur yang tersisa. Sebaliknya, hanya 43,5% Aedes albopictus NG yang bertelur seluruhnya, sedangkan 66,5% masih menyimpan sebagian telur di ovariumnya, dan 62,85% Aedes albopictus HCM bertelur seluruhnya, dan 37,15% diantaranya masih menyimpan telur.

Kami menghitung jumlah folikel pada betina nulipara untuk dibandingkan dengan jumlah telur dengan menggunakan kelompok yang sama pada kedua spesies karena tidak mungkin membandingkannya dalam satu individu. Hampir seluruh folikel (98,8-100%) mengalami vitellogenesis pada Aedes aegypti besar pada kondisi diet tinggi, sedangkan 83,5-84,3% folikel mengalami vitellogenesis pada kondisi diet rendah. Sebaliknya, jumlah telur jauh lebih rendah dibandingkan jumlah folikel pada Aedes albopictus, dan hal ini paling terlihat pada nyamuk kecil yang diberi perlakuan diet rendah. Aedes albopictus NG kecil yang diberi perlakuan diet rendah mengembangkan 55,3% folikelnya, sedangkan individu besar yang diberi perlakuan diet tinggi mengembangkan 81,7%; Aedes albopictus HCM mengembangkan 71,6% folikelnya dengan pola makan rendah dan 83,6% dengan pola makan tinggi. 

Pembahasan

Fekunditas berhubungan positif dengan ukuran tubuh, namun atribut lainnya tidak. Sebagian besar individu Aedes aegypti dan Aedes albopictus bertelur setelah satu kali menghisap darah, meskipun strain Aedes albopictus menunjukkan kecenderungan yang lebih kuat untuk makan berkali-kali dibandingkan dengan Aedes aegypti. Aedes albopictus HCM berukuran kecil lebih sering melakukan pemberian makanan berkali-kali. Meskipun dua strain lainnya, Aedes albopictus NG dan Aedes aegypti, tidak menunjukkan korelasi yang signifikan, hal ini mungkin disebabkan oleh pemeliharaan koloni. Kedua strain ini telah dipelihara di laboratorium selama bertahun-tahun, yang mungkin mempengaruhi perilaku mereka. Misalnya, saat kami memelihara koloni ini, ketika suatu strain tidak tumbuh dengan baik, kami memberi makan tikus tersebut selama beberapa hari, seperti yang terjadi pada Aedes albopictus HCM. Namun, pada sebagian besar kasus, kami memberi makan nyamuk pada tikus hanya selama 1 hari untuk mendapatkan telur, seperti yang terjadi pada Aedes aegypti SG dan Aedes albopictus NG. Oleh karena itu, individu dari strain yang memerlukan pemberian makanan berulang kali terkadang tidak dapat menghasilkan keturunan di laboratorium. Untungnya, hasil kami tidak menemukan korelasi positif antara ukuran tubuh nyamuk dan frekuensi pemberian makan.

Hawley (1988) mengklaim bahwa ~20% Aedes albopictus liar melakukan banyak makan di lapangan dan menyatakan bahwa perilaku ini biasanya tidak diperlukan untuk pematangan telur Aedes albopictus. Kami menemukan bahwa ~90% nyamuk Aedes aegypti SG dan Aedes albopictus HCM betina bertelur setelah satu kali menghisap darah, namun >30% di antaranya menunjukkan perilaku mencari inang, yang berarti nyamuk yang membesar melakukan banyak pemberian makan meskipun mereka mampu bertelur tanpa makanan tambahan. Selain itu, sejumlah besar folikel masih belum berkembang setelah pemberian darah pertama pada individu kecil di kedua spesies, yang menunjukkan bahwa betina mungkin memerlukan banyak makanan untuk mengembangkan seluruh folikelnya dan untuk meningkatkan fekunditasnya, tidak hanya untuk memungkinkan bertelur. Aedes aegypti SG berukuran kecil lebih banyak menunjukkan perilaku mencari inang lebih awal, segera setelah hari dimana mereka menjadi besar. Namun, Aedes albopictus HCM terhambat dalam mencari inang selama dua hari berturut-turut setelah menghisap darah pertama mereka dan mulai mencari inang hanya pada hari ke-4.

Dua mekanisme untuk menghambat perilaku mencari inang pada nyamuk telah dilaporkan, yaitu penghambatan yang disebabkan oleh distensi dan mekanisme humoral. Penghambatan akibat distensi dimulai dengan aktivasi reseptor regangan perut dan bekerja sampai tepung darah dicerna dan dikeluarkan, dan distensi perut berkurang. Mekanisme humoral dimulai ketika makan darah memulai pematangan sel telur dan mencegah pencarian inang berlanjut. Klowden dan Briegel (1994) berpendapat bahwa kedua mekanisme tersebut sering tumpang tindih pada Aedes aegypti untuk membatasi frekuensi makan pada awal setiap siklus gonotrofik tergantung pada ukuran awal makanan darah dan status nutrisi betina. Namun, hasil kami menunjukkan bahwa 36% Aedes aegypti SG mencari inang mulai dari hari setelah mereka mengonsumsi makanan darah lengkap, yang berarti penghambatan yang disebabkan oleh distensi berlangsung dalam waktu yang sangat singkat atau tidak berpengaruh. Namun, 33% Aedes albopictus HCM mulai mencari inang pada hari ke-4 hingga hari ke-6, yang menunjukkan bahwa penghambatan yang disebabkan oleh distensi dan penghambatan humoral tidak tumpang tindih dan memungkinkan nyamuk untuk makan lebih dari satu kali. Oleh karena itu, pemberian makanan berulang kali mungkin dilakukan lebih sering daripada yang diperkirakan sebelumnya karena dua alasan. Pertama, betina yang dapat bertelur setelah satu kali menghisap darah masih memerlukan tambahan darah untuk meningkatkan fekunditasnya. Kedua, kedua mekanisme yang membatasi perilaku mencari inang tidak tumpang tindih secara substansial. Selain itu, kecenderungan pemberian makan berkali-kali menunjukkan hubungan yang kurang lebih negatif dengan ukuran tubuh, menunjukkan bahwa nyamuk kecil lebih banyak melakukan kontak dengan inangnya.

Jumlah telur yang tertahan di ovarium bervariasi menurut spesies dan ukuran tubuh. Kurang dari 10% nyamuk Aedes aegypti betina mampu mempertahankan telurnya, sedangkan retensi telur lebih sering terjadi pada Aedes albopictus. Betina kecil menyimpan lebih banyak telur daripada individu besar di kedua spesies. Jika betina yang bertubuh kecil dan kekurangan nutrisi perlu menyebar lebih jauh dari tempat perkembangbiakannya, dimana terjadi efek crowding, maka mereka akan membutuhkan cadangan energi yang lebih besar untuk menyebar dan mungkin menyimpan telur sebagai cadangan energi untuk kelangsungan hidupnya, dengan asumsi terjadi penyerapan telur. Kemungkinan-kemungkinan ini mungkin menjelaskan tingginya retensi telur pada individu kecil Aedes albopictus. Perbedaan retensi telur antar spesies dan strain mungkin disebabkan oleh ukuran spesies atau strain. Aedes aegypti SG adalah yang terbesar dan Aedes albopictus NG adalah yang terkecil di antara tiga strain yang digunakan dalam percobaan ini.

Kesimpulan

Kesimpulannya, pemberian makanan berulang kali dan sifat perilaku mencari inang umumnya berkorelasi negatif dengan ukuran tubuh. Nyamuk kecil umumnya lebih banyak melakukan kontak dengan inangnya. Pemberian makan berulang kali yang disebabkan oleh pertahanan inang berada di luar cakupan penelitian ini; namun, kami menunjukkan bahwa dua mekanisme yang menghambat nyamuk mencari inang tidak cukup kuat untuk membatasi perilaku mencari inang sepanjang siklus gonotrofik, dan pemberian makanan berulang kali dapat dilakukan untuk meningkatkan fekunditas. Karakteristik pemberian makan ganda dan pencarian inang yang bergantung pada ukuran akan mempengaruhi frekuensi kontak vektor-inang dan harus dipertimbangkan ketika memprediksi bagaimana perubahan ukuran tubuh nyamuk akan mempengaruhi dinamika penularan penyakit oleh Aedes aegypti dan Aedes albopictus.

REFERENSI

Farjana, T., & Tuno, N. (2013). Multiple Blood Feeding and Host-Seeking Behavior in Aedes aegypti and Aedes albopictus (Diptera: Culicidae). J. Med. Entomol, 50(4): 838-846. DOI: http://dx.doi.org/10.1603/ME12146.