(Journal Review) Unexpected Behavioural Adaptation of Yellow Fever Mosquitoes in Response to High Temperatures Background

(Journal Review) Unexpected Behavioural Adaptation of Yellow Fever Mosquitoes in Response to High Temperatures Background
03
Jumat, 3 Mei 2024

Latar Belakang Penelitian

Meningkatnya suhu rata-rata global mempunyai implikasi yang signifikan terhadap epidemiologi penyakit yang ditularkan melalui vektor karena dapat menyebabkan perubahan dalam prevalensi penyakit dan distribusi geografis.

Hal ini sebagian disebabkan oleh pengaruh suhu yang besar terhadap vektor dan patogen yang ada di dalamnya.

Suhu memang merupakan salah satu faktor lingkungan terpenting yang mendorong dinamika penularan melalui vektor.

Hal ini membentuk fisiologi, siklus hidup, perilaku, dan kompetensi penularan penyakit dari vektornya, terutama nyamuk

Nyamuk merupakan vektor utama beberapa patogen antara lain virus dengue, virus West Nile, Plasmodium spp. (agen penyebab malaria), dan beragam nematoda filaria.

Beban kolektif patogen ini berdampak buruk pada kesehatan manusia dan hewan, sehingga menimbulkan tantangan bagi para profesional kesehatan dan praktisi kedokteran hewan.

Perubahan iklim, yang didorong oleh perubahan suhu global, telah menjadi faktor penting yang mempengaruhi dinamika penularan penyakit-penyakit yang ditularkan melalui vektor ini.

Oleh karena itu, memahami perilaku termal dan adaptasi termal spesies nyamuk sangatlah penting.

Penelitian telah menunjukkan bahwa nyamuk menunjukkan preferensi termal tertentu di laboratorium, semi-lapangan, dan sistem lapangan.

Khususnya, banyak spesies nyamuk menunjukkan preferensi terhadap suhu yang lebih dingin daripada suhu rata-rata lingkungan, yang diyakini sebagai respons adaptif untuk mengurangi tekanan panas di habitat perkembangbiakan alami mereka.

Berbeda dengan penelitian ekstensif mengenai preferensi suhu fenotipik pada nyamuk, mekanisme yang mendasari adaptasi genetik atau plastik dalam preferensi termal mereka masih relatif belum dieksplorasi.

Organisme model seperti lalat Drosophila, yang memiliki ciri siklus hidup pendek dan populasi besar, telah digunakan untuk menyelidiki perubahan evolusioner dalam preferensi termal selama beberapa generasi.

Pada Drosophila melanogaster, terjadi perubahan signifikan pada perilaku mencari makanan, karakteristik fisiologis, dan preferensi suhu.

Setelah berevolusi pada suhu pemeliharaan yang lebih tinggi yaitu antara 27 hingga 30 °C selama lebih dari 15 generasi, lalat tidak hanya jauh lebih kecil daripada lalat yang dipelihara pada suhu yang lebih dingin, mereka juga menunjukkan perilaku mencari makanan yang lebih intens dan lebih menyukai suhu yang lebih tinggi.

Selain itu, studi lapangan yang dilakukan di pesisir timur Australia 23 mengungkapkan adaptasi sebagai respons terhadap perubahan suhu dan tingkat kelembapan pada populasi Drosophila melanogaster dalam jangka waktu 20 tahun.

Sangat sedikit yang diketahui tentang perubahan adaptif preferensi termal pada nyamuk.

Sebuah penelitian yang dimulai pada tahun 1938, dengan fokus pada Culex quinquefasciatus, meneliti perilaku termal dalam kondisi pemeliharaan dengan masa adaptasi hanya satu generasi.

Meskipun ada kecenderungan untuk menghindari suhu tinggi, tidak ada perubahan nyata dalam perilaku atau penghindaran suhu tinggi atau rendah yang diamati ketika nyamuk menyesuaikan diri dengan suhu 30 °C.

Aedes aegypti adalah kandidat ideal untuk seleksi buatan atau percobaan evolusi eksperimental karena ukurannya yang kecil dan waktu perkembangan yang cepat, seperti hewan ektotermik kecil lainnya misalnya D. melanogaster.

Penelitian kami berfokus pada kapasitas Ae. nyamuk aegypti untuk menyesuaikan perilakunya terhadap perubahan suhu.

Melalui pembiakan selektif selama 20 generasi pada dua suhu berbeda (24 °C dan 30 °C), kami bertujuan untuk menyelidiki bagaimana preferensi termal berevolusi pada spesies ini.

Selain evolusi eksperimental selama 20 generasi, kami juga menyelidiki pengaruh aklimatisasi pada generasi terakhir dengan membesarkan kelompok nyamuk yang disesuaikan secara lintas suhu mulai dari telur hingga dewasa pada suhu 24 °C dan 30 °C.

Dengan asumsi yang mendasari bahwa nyamuk dapat memilih suhu untuk memaksimalkan kinerja dan kebugarannya, kami memperkirakan suhu ini akan berubah seiring dengan adaptasi dan aklimatisasi termal.

Oleh karena itu, akan bermanfaat untuk mengembangkan mekanisme untuk mengatasi peningkatan suhu.

Selain itu, kami juga memperkirakan preferensi termal akan berubah karena toleransi panas yang lebih baik juga akan meningkatkan preferensi terhadap suhu yang meningkatkan kebugaran.

Hasil Penelitian

Secara total, 1024 individu nyamuk dilepaskan dalam pengaturan gradien termal (20–35 ± 0,5 °C) dalam kelompok 12 orang dan dapat memilih suhu yang mereka sukai.

Serangga tersebut dilacak oleh perangkat lunak analisis video seperti yang dijelaskan sebelumnya 15 dan perilaku mereka dikategorikan dalam terbang, berjalan, dan istirahat.

Rata-rata kematian secara keseluruhan selama aklimatisasi adalah sekitar 24% dan tidak berbeda antara suhu aklimatisasi (24 °C atau 30 °C untuk satu generasi) (LM, F1 = 0,41, P = 0,525) atau evolusi eksperimental (24 °C atau 30 °C selama 20 generasi) suhu (LM, F 1 = 1,50, P = 0,225).

Nyamuk dapat dilacak melalui video 91,7% dari waktu yang dihabiskan di arena.

Namun, nyamuk yang terbiasa dengan suhu 24 °C dapat dilacak 4% lebih lama dibandingkan nyamuk yang terbiasa dengan suhu 30 °C terlepas dari suhu evolusinya (24 °C: 93,5% vs. 30 °C: 89,75%).

Karena ketiga kohort dalam suhu secara keseluruhan tidak berbeda satu sama lain, maka ketiga kohort tersebut digabungkan dalam analisis (post-hoc, seluruh P > 0,084).

Evolusi Eksperimental

Mempertimbangkan semua tipe perilaku bersama-sama (durasi kumulatif, tambahan Gambar. S1), terdapat efek jangka panjang dari evolusi eksperimental terhadap keberadaan nyamuk di zona suhu tertentu (model efek campuran linier umum [GLMM], Chi24 = 30,01, P <0,001).

Nyamuk yang berevolusi pada suhu yang lebih tinggi (30 °C) menghabiskan 31,5% lebih sedikit waktu di zona terpanas dibandingkan nyamuk yang berevolusi pada suhu 24 °C (GLMM, Chi 24 = 57.61, P < 0.001) terlepas dari suhu di mana mereka terbiasa.

Hasil ini tetap sama ketika memisahkan setiap kelompok suhu evolusi berdasarkan suhu aklimatisasinya (masing-masing post-hoc P <0,001;).

Hari percobaan mempunyai pengaruh tambahan yang signifikan ketika dimasukkan ke dalam model (GLMM, Chi 24 = 27.10, P = 0.034).

Saat membagi tipe gerakan menjadi terbang, berjalan, dan istirahat, perbedaan antar tipe gerakan muncul (Gbr. S2, S3 dan S4).

Nyamuk terbang yang berevolusi pada suhu 30 °C menghabiskan lebih sedikit waktu di zona terpanas (Tukey, diff = 0,11, P <0,001) dibandingkan nyamuk yang berevolusi pada suhu 24 °C.

Perbedaan antara perlakuan suhu terbesar pada nyamuk terbang (19,2%; GLMM terbang, Chi 24 = 29,93, P < 0,001), sedang pada nyamuk istirahat (13%; GLMM istirahat, Chi 24 = 15,27, P = 0,003), dan paling kecil pada nyamuk terbang (13%; GLMM terbang, Chi 24 = 15,27, P = 0,003), dan paling kecil pada nyamuk berjalan (6%; GLMM berjalan, Chi 24 = 12,90, P = 0,012).

Penurunan kecepatan rata-rata akan menunjukkan apakah suhu mengganggu aktivitas nyamuk (misalnya, 'perangkap dingin' atau “kelelahan akibat panas”).

Memang benar, dalam analisis dengan gabungan semua jenis pergerakan terdapat perbedaan kecepatan antar zona (model linier [LM], F4 = 13,93, P <0,001). Kecepatan lebih rendah di zona terdingin dan terpanas dibandingkan di zona suhu lainnya (Tukey, P <0,05).

Namun, tidak ada perbedaan antara suhu evolusi eksperimental yang ditemukan ketika kecepatan semua jenis gerakan digabungkan

Aklimasi

Nyamuk yang telah diaklimatisasi dengan cara dipelihara dari larva hingga dewasa pada salah satu dari dua suhu aklimatisasi (24 °C atau 30 °C) menunjukkan tren yang berlawanan dengan tren yang terlihat pada suhu evolusi eksperimental.

Ketika menggabungkan semua jenis pergerakan, nyamuk yang terbiasa dengan suhu hangat (30 °C) tinggal di zona hangat 14,8% lebih lama dibandingkan nyamuk yang terbiasa dengan suhu lebih dingin (24 °C; GLMM, Chi 24 = 42,10, P <0,001).

Hasil ini tetap sama ketika memisahkan setiap kelompok suhu aklimasi menurut suhu evolusinya (post-hoc, masing-masing P <0,001; Gambar 1).

Hal ini terutama disebabkan oleh peningkatan istirahat (12.9%; GLMM, Chi24 = 21.86, P <0.001; post-hoc, P <0.001) dan berjalan (10%; GLMM, Chi24 = 20.68, P <0.001; post-hoc , P <0,001) kali di zona hangat.

Tidak ditemukan pengaruh signifikan suhu aklimatisasi terhadap waktu terbang (GLMM, Chi 24 = 5.03, P = 0.284).

Kecepatan berjalan adalah 5,8% lebih tinggi untuk nyamuk yang terbiasa dengan suhu yang lebih tinggi (linear mixed effect model [LMM], Chi 24 = 24,63, P <0,001, Gambar. S3).

Nyamuk yang berevolusi di suhu hangat secara keseluruhan lebih lambat.

Berfokus pada nyamuk terbang saja, terungkap perbedaan antara dua suhu aklimatisasi (LM, F 1 = 48.00, P <0.001, Gambar. S2): kecepatan terbang nyamuk yang terbiasa dengan iklim hangat secara signifikan lebih rendah (LM, t = − 2.25, P = 0,025).

Nyamuk juga berjalan lebih lambat ketika mereka beradaptasi dengan suhu hangat (LM, F 1 = 7.95, P = 0.005) dan uji post-hoc dari istilah interaksi (LM, F 4 = 6.49, P <0.001) mengungkapkan bahwa di suhu terpanas zona, nyamuk yang beradaptasi dengan iklim hangat secara signifikan lebih lambat (Tukey, diff = 0,07, P <0,001).

Diskusi

Hasil kami mendukung hipotesis bahwa Ae. nyamuk aegypti yang berevolusi pada suhu berbeda mengubah preferensi termal mereka.

Berbanding terbalik dengan perkiraan kami, nyamuk yang berevolusi pada suhu yang lebih rendah (24 °C) lebih memilih menghabiskan lebih banyak waktu di daerah dengan suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan nyamuk yang berevolusi pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang menyukai suhu tempat mereka berevolusi. 30 °C).

Pengaruh evolusi (31,5%) pada suhu tinggi kira-kira dua kali lebih kuat dibandingkan efek aklimatisasi (14,8%).

Efek Yang Berkembang

Nyamuk yang berevolusi pada suhu yang lebih tinggi akan lebih menghindari zona suhu tertinggi dan lebih sering berkumpul di zona paling dingin (Gbr. 1).

Preferensi keseluruhan untuk suhu yang lebih dingin menguatkan hasil yang dilaporkan dalam beberapa penelitian terbaru terhadap spesies nyamuk yang berbeda 15,16 dan serangga lain seperti spesies Drosophila yang berbeda dan lalat kotoran kuning (Scathophaga stercoraria.

Pada hewan ektotermik, preferensi suhu di bawah suhu optimal dapat dijelaskan oleh kurva kinerja termal (TPC).

Berdasarkan teori metabolik ekologi, TPC biasanya ditandai dengan penurunan kinerja yang lebih tajam pada suhu yang melebihi suhu optimum sehingga dapat menimbulkan konsekuensi dramatis pada kesesuaian ektotermik.

Memilih iklim mikro yang lebih sejuk dapat melindungi serangga dari suhu hangat yang ekstrem dan dengan demikian berkontribusi terhadap penurunan angka kematian.

Dalam percobaan kami, perilaku ini hanya tercatat pada nyamuk yang berevolusi pada suhu yang lebih hangat.

Penjelasan yang mungkin mengenai kurangnya penghindaran suhu tinggi pada nyamuk yang berevolusi pada suhu dingin mungkin karena mereka tidak harus beradaptasi dengan kisaran suhu tinggi yang berbahaya ini.

Hal ini mungkin terjadi karena mereka tidak pernah menemuinya sejak awal sehingga menunjukkan kemampuan yang terbatas untuk mendeteksi dan menghindarinya.

Untuk memahami mekanisme di balik peningkatan kemampuan merasakan dan menghindari suhu tinggi, diperlukan penelitian tentang reseptor panas.

Ekspresi reseptor panas TrpA1 yang diregulasi misalnya ditemukan di D. melanogaster yang dipilih pada suhu tinggi.

Reseptor ini juga penting untuk penghindaran panas pada nyamuk seperti Ae. aegypti33 dan oleh karena itu mungkin juga diregulasi pada nyamuk-nyamuk kita yang berevolusi secara hangat.

Selain TrpA1, Ir21a dan koreseptor Ir93a juga berperan dalam pendeteksian panas.

Alternatifnya, nyamuk yang berevolusi pada suhu yang lebih rendah mungkin dapat bertahan lebih baik pada peningkatan suhu yang singkat melalui peningkatan ekspresi protein kejutan panas.

Mekanisme serupa telah dilaporkan pada Drosophila buzzatii dengan populasi yang telah beradaptasi suhu yang lebih rendah menunjukkan lebih banyak protein kejutan panas segera setelah kejutan panas dibandingkan dengan populasi yang telah beradaptasi dengan suhu yang lebih hangat.

Perubahan dalam ekspresi reseptor dan protein ini mungkin disebabkan oleh epigenetik (yaitu plastisitas) ketika efeknya bersifat jangka pendek, seperti pada aklimatisasi, atau karena perubahan genetik setelah evolusi jangka panjang.

Karena efek jangka pendek dan jangka panjang terlihat jelas dalam penelitian kami, namun dalam arah yang berlawanan, kontribusi relatif dari epigenetika dan genetika harus diselidiki dalam penelitian lanjutan.

Selain itu, penting untuk dicatat bahwa nyamuk yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari koloni laboratorium yang sudah mapan dan berpotensi kekurangan sifat-sifat tertentu yang diamati pada populasi nyamuk liar.

Oleh karena itu, penelitian serupa harus diulangi dengan menggunakan populasi liar atau yang baru ditangkap untuk memastikan penerapan temuan kami secara lebih luas.

Namun demikian, penelitian kami menunjukkan bahwa dalam kondisi laboratorium yang terkendali, nyamuk menunjukkan potensi adaptasi termal yang cepat dan juga mempengaruhi preferensi termal mereka.

Efek Aklimasi 

Perilaku nyamuk yang beradaptasi dengan suhu yang lebih tinggi pada generasi terakhir berlawanan dengan perilaku nyamuk yang berevolusi pada suhu hangat karena jumlah nyamuk lebih banyak di zona hangat.

Nyamuk yang dipelihara pada suhu yang lebih tinggi mungkin mendapat manfaat dari peningkatan plastik pada batas termal atas (Tmax ), sehingga menunjukkan toleransi yang sedikit lebih tinggi terhadap suhu hangat.

Untuk mendukung interpretasi ini, penelitian terhadap Culex pipiens menunjukkan peningkatan suhu kritis atas (mematikan) sebesar 1,5 °C ketika nyamuk menyesuaikan diri dengan suhu yang lebih tinggi.

Bersama dengan peningkatan jangka pendek dalam ekspresi protein kejutan panas, hal ini mungkin menjelaskan preferensi dan peningkatan toleransi terhadap suhu yang lebih tinggi dari Ae. aegypti.

Perilaku Terbang

Banyak proses fisiologis difasilitasi pada suhu yang lebih tinggi sehingga konsumsi energi menjadi lebih sedikit.

Karena terbang memerlukan energi yang cukup besar, nyamuk sebaiknya memilih zona yang lebih hangat pada jenis pergerakan ini agar lebih hemat energi.

Faktanya, nyamuk dalam penelitian kami menghabiskan lebih banyak waktu terbang di zona terpanas dibandingkan zona dingin.

Preferensi terhadap zona bersuhu lebih hangat dimodulasi baik secara genetik melalui evolusi eksperimental maupun secara plastis melalui aklimatisasi, meskipun secara keseluruhan evolusi memiliki dampak yang lebih kuat.

Kecepatan terbang nyamuk yang terbiasa dengan iklim hangat lebih rendah, meskipun hanya pada zona terpanas.

Efek ini mungkin dijelaskan oleh berkurangnya ukuran tubuh serangga yang diaklimatisasi pada suhu yang lebih tinggi.

Hubungan antara ukuran tubuh dan suhu, dikenal sebagai respon suhu-ukuran (T – S).

Biasanya, respons ini bersifat negatif, artinya organisme cenderung berukuran lebih kecil jika dipelihara di kondisi yang lebih hangat.

Pola ini sering disebut sebagai aturan ukuran suhu (TSR).

Penjelasan atas fenomena ini berkisar dari kendala fisiologis, seperti terbatasnya ketersediaan oksigen dan alokasi sumber daya yang bergantung pada suhu, hingga strategi adaptif yang didorong oleh faktor-faktor seperti peningkatan kesuburan atau waktu pengembangan yang lebih singkat sebagai respons terhadap tingginya angka kematian pada kondisi hangat.

Perangkap Dingin Atau Panas

Pengaturan gradien termal kami menunjukkan akumulasi nyamuk di sisi hangat dan dingin peralatan, yang menunjukkan adanya perangkap panas atau dingin.

Namun, penelitian sebelumnya dengan pengaturan yang sama menunjukkan bahwa tidak ada perangkap panas atau dingin, karena mobilitas serangga tidak terganggu pada suhu yang dipilih, meskipun akumulasi seperti itu di tepian umumnya diperkirakan terjadi dan ditemukan pada serangga terbang di a. pengaturan tertutup.

Perubahan Iklim dan Penyesuaian Model

Ada tiga mekanisme utama yang digunakan nyamuk untuk merespons pemanasan suhu.

Salah satunya adalah pelacakan perilaku terhadap suhu yang sesuai melalui perubahan wilayah dan pemilihan habitat mikro.

Hal ini ditunjukkan dalam percobaan preferensi termal sebelumnya dengan nyamuk. Mekanisme kedua adalah penghindaran atau penanggulangan sementara terhadap suhu stres melalui plastisitas fenotipik dan mekanisme ketiga, respons jangka panjang adalah memodulasi perilaku termal melalui adaptasi evolusi.

Plastisitas fenotipik Ae. Nyamuk Aegypti ditunjukkan dalam penelitian ini dalam bentuk aklimatisasi jangka pendek selama satu generasi, sedangkan adaptasi evolusi ditunjukkan dalam bentuk evolusi eksperimental selama 20 generasi.

Mengingat perkiraan pemanasan iklim, perubahan evolusioner dalam pemilihan mikrohabitat selama beberapa generasi telah didokumentasikan pada berbagai spesies, namun belum pada vektor penyakit.

Serangga vektor seperti nyamuk menimbulkan beban berat terhadap kesehatan manusia dan hewan.

Adaptasi evolusioner terhadap preferensi termal mereka sangat penting karena mempengaruhi kapasitas mereka sebagai vektor patogen.

Siklus hidup, perilaku, kompetensi vektor dan fisiologi patogen yang ditularkan semuanya sangat bergantung pada suhu, yang oleh karena itu merupakan elemen penting dalam model penyakit menular vektor.

Model-model ini memperkirakan bahwa suhu di daerah tertentu (tropis) mungkin melebihi batas dan suhu optimal nyamuk, sehingga benar-benar mengurangi risiko penyakit.

Namun, prediksi ini mungkin meremehkan risiko, karena perilaku nyamuk dapat termoregulasi dalam jangka pendek dan mengubah preferensi termalnya, seperti yang ditunjukkan dalam penelitian ini.

Oleh karena itu, daerah yang suhunya diperkirakan akan menjadi terlalu tinggi bagi nyamuk mungkin tetap cocok jika vektor dapat menyesuaikan perilaku termalnya.

Bahan dan Metode

Pemeliharaan Nyamuk

Nyamuk yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari Ae. aegypti (diperoleh dari Patrick Guérin, Universitas Neuchâtel; yang telah dipelihara selama bertahun-tahun pada suhu 26,5 ± 0,5 °C dan kelembapan 75 ± 5% dengan siklus gelap:terang 12:12 jam.

Untuk menginduksi penetasan telur, pertama-tama mereka dimasukkan ke dalam air deionisasi selama satu jam dan kemudian penetasan difasilitasi dengan tekanan rendah selama 30 menit dengan menggunakan ruang hampa.

Setelah itu, 200 larva ditempatkan dalam nampan plastik (35 × 21 × 4 cm3) yang diisi dengan 800 ml air deionisasi.

Larva diberi pakan bayi ikan Tetramin bubuk (Tetra GmbH, Melle, Jerman) yang disuspensikan dalam air ddH 2 O (0,06 mg/larva pada hari menetas, 0,08 pada hari 1 [d1], 0,16 pada d2, 0,32 pada d3, 0,64 pada hari ke 4, 0,32 per hari untuk larva yang lebih tua).

Pupa dikumpulkan dan dipindahkan ke dalam gelas plastik 300 ml berisi 100 ml air deionisasi, yang ditempatkan ke dalam sangkar kaca plexiglass berukuran 21 × 21 × 21 cm3.

Orang dewasa diberikan larutan sukrosa 6% dan diberi kesempatan untuk melakukan pengambilan darah pada lengan AK selama tujuh menit sekali pada awal kehidupan (umur: 7 hari) dan satu kali pada akhir kehidupan (usia: 20 hari).

Empat puluh delapan jam setelah makan darah, mereka dibiarkan bertelur di atas kertas saring yang melapisi dinding gelas plastik (300 ml) yang diisi dengan 100 ml air deionisasi.

Lima hari setelah tepung darah, kertas saring dikumpulkan, dikeringkan dan disimpan di tempat gelap pada suhu kamar sampai digunakan untuk generasi berikutnya.

Evolusi Eksperimental Nyamuk

Tiga kohort ulangan (kelompok) diadaptasi pada suhu 24 ± 0,3 °C dan tiga pada suhu 30 ± 0,3 °C. Rangkap tiga dibuat untuk setiap suhu untuk menghindari efek populasi yang tidak terkait dengan perlakuan eksperimental.

Suhu dinaikkan atau diturunkan sebesar 0,7 °C setiap generasi hingga suhu target tercapai.

Kelembapan relatif dan siklus gelap:terang tidak berubah. Larva dan orang dewasa dijaga pada suhu yang sama selama evolusi eksperimental.

Setelah suhu target tercapai, setiap kelompok dipelihara untuk beberapa generasi pada suhu target dan digunakan dalam percobaan.

Telur dari semua kelompok dikeringkan pada suhu evolusi saat ini selama 48 jam sebelum disimpan pada suhu kamar di tempat gelap selama beberapa generasi.

Semua kelompok ditetaskan secara bersamaan untuk setiap generasi berikutnya.

Aklimasi Nyamuk

Larva generasi ke-20 dari kohort yang diadaptasi dipelihara secara individual dalam 12 lubang pada suhu 24 ± 0,5 °C atau 30 ± 0,5 °C (kelembaban relatif dan rezim cahaya seperti di atas).

Setiap sumur berisi 3 ml air deionisasi dan 0,06 mg makanan bayi ikan Tetramin yang disuspensikan dalam 100 μl air.

Jadwal makannya sama seperti di koloni.

Pupa dari setiap kohort dan suhu pemeliharaan dipindahkan ke cawan Petri yang diberi sedikit air, dan cawan Petri ditempatkan dalam gelas plastik besar yang ditutup dengan jaring.

Orang dewasa memiliki akses terhadap larutan glukosa 5% selama tujuh hari hingga percobaan.

Penyiapan Gradien Termal dan Desain Eksperimental

Detail pengaturan gradien termal telah dijelaskan sebelumnya.

Singkatnya, ini terdiri dari dua pengatur termal (AHP-1200CPV, ThermoElectric Cooling America Corporation, Chicago, USA) yang dihubungkan dengan pelat aluminium (91 × 30 × 2,5 cm3, TGB-5030, ThermoElectric) dan ditutup dengan lapisan transparan yang dibuat khusus. Kotak kaca plexiglass (80 × 30 × 4 cm3).

Nyamuk difilmkan dengan kamera (sensor CMOS 1/1,8″, 1280 × 1024, 60 fps, acA1300-60gm; Basler, Ahrensburg, Jerman) ditempatkan di atas pengaturan ini dan dilengkapi dengan filter cahaya inframerah untuk mengecualikan perubahan apa pun dalam pencahayaan di dalam ruangan. spektrum tampak.

Empat lampu inframerah (iluminator inframerah jarak pendek VAR2-i2-1; Raytec, Ashington, UK) digunakan untuk menerangi pengaturan secara tidak langsung (meminimalkan bayangan).

Percobaan dilakukan pada ruangan tanpa jendela. Kemudian, dua strip LED memastikan penerangan seragam.

Gradien dipilih dengan rentang 5 ± 0,5 °C di bawah dan 5 ± 0,5 °C di atas suhu adaptasi. Gradien diterapkan satu jam sebelum percobaan dimulai.

Suhu dicatat setiap lima detik oleh tiga datalogger (MSR 145, MSR).

Electronics GmbH, Seuzach, Swiss) di setiap ujung (20 ± 0,5 °C atau 35 ± 0,5 °C) dan tengah (27,5 ± 0,5 °C) gradien untuk memastikan distribusi suhu linier.

Sisi dingin dan hangat dialihkan di antara percobaan untuk mengecualikan efek samping. Larutan garam digunakan untuk menjaga kelembapan tetap stabil melintasi gradien.

Pengaturan gradien hanya disentuh dengan sarung tangan untuk mencegah kontaminasi bau manusia dan dibersihkan setiap hari dengan etanol 30%.

Kami mengikuti desain faktorial penuh. Satu percobaan terdiri dari 10 sampai 15 nyamuk betina dari salah satu dari enam kelompok yang dipelihara pada salah satu dari dua suhu (24 °C dan 30 °C), menghasilkan 12 percobaan per blok.

Percobaan ini diulang enam kali untuk setiap kohort selama enam minggu.

Urutan uji coba diacak dalam setiap blok.

Dalam setiap percobaan nyamuk dilepaskan di tengah gradien dan aktivitasnya dicatat selama 15 menit.

Analisis Pelacakan Dan Video

Video dianalisis menggunakan perangkat lunak analisis video EthoVision (XT 14, Noldus Information Technology, Wageningen, Belanda).

Program ini membedakan antara individu yang berlatar belakang dan yang lebih gelap untuk melacak pergerakan individu nyamuk.

Pelacakan posisi dari waktu ke waktu memungkinkan untuk menghitung informasi seperti kecepatan, jarak, dan durasi berbagai perilaku lokomotor individu.

Analisis video dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Untuk mendapatkan gambar latar belakang, digunakan salah satu dari 10 frame pertama tanpa nyamuk, dan perekaman pergerakan baru dimulai setelah semua individu hadir dalam frame.

Arena ini dibagi menjadi lima zona suhu berukuran 12 × 30 cm (zona 1–5; 20–35 ± 0,5 °C), dengan zona 1 selalu menjadi yang paling dingin.

Pengaturan deteksi diperiksa untuk setiap video tetapi hanya disesuaikan bila diperlukan, dan setiap catatan pelacakan berdurasi 15 menit.

Parameter berikut dianalisis: durasi kumulatif (total) yang dihabiskan untuk terbang, berjalan, atau istirahat per individu, jarak rata-rata yang ditempuh, dan kecepatan rata-rata.

Pembedaan antara terbang (> 1,5 cm/s), berjalan, dan istirahat (<0,1 cm/s) telah dilakukan

Analisis Statistik

Untuk analisis kami, empat kumpulan data dibuat: satu dengan semua data, ditambah satu dengan masing-masing hanya data terbang, istirahat, dan berjalan.

Untuk masing-masing kumpulan data ini, durasi kumulatif di setiap zona [s] dan kecepatan rata-rata [cm/s] dianalisis.

Empat percobaan yang melibatkan kurang dari sepuluh nyamuk, dalam satu pengobatan, dikeluarkan dari analisis.

Hal ini diulangi pada empat blok percobaan tambahan termasuk semua perlakuan.

Untuk pemilihan model, distribusi masing-masing variabel diperiksa.

Kami menggunakan model campuran linier untuk log 10 (kecepatan rata-rata), untuk mencapai normalitas residu, dengan evolusi eksperimental dan suhu aklimasi serta zona suhu sebagai variabel penjelas faktorial, termasuk semua interaksi.

Eksperimen yang dijalankan disarangkan dalam sehari, kohort dirangkai dalam suhu eksperimen, dan individu merupakan faktor acak tambahan.

Model dengan semua tipe gerakan juga memasukkan tipe gerakan sebagai variabel penjelas.

Asumsi model dinilai secara visual menggunakan fungsi autofit dari paket fortify di R.

Karena nyamuk yang disesuaikan dengan suhu 24 °C dilacak rata-rata 4% lebih lama dibandingkan nyamuk yang disesuaikan dengan suhu 30 °C, durasi kumulatif di zona diubah menjadi durasi relatif dan, oleh karena itu, dianalisis dengan model campuran linier umum dengan keluarga binomial dan logit tautan.

Durasi relatif merupakan variabel respons GLMM ini. Evolusi eksperimental dan suhu aklimatisasi serta zona suhu, semuanya sebagai faktor, merupakan variabel penjelas.

Efek acak mencakup eksperimen yang dijalankan dalam sehari, kohort yang dirangkai dalam suhu eksperimen, dan individu.

Untuk semua model, beberapa perbandingan rata-rata berpasangan post-hoc dengan kontras Tukey dilakukan untuk setiap interaksi yang signifikan. Semua analisis dilakukan di R v. 4.1.0.

Paket lme4 v. 1.1-31 digunakan untuk pemodelan, paket ggplot2 v.3.4.0 untuk visualisasi 53, dan paket dplyr v.2.2.1 untuk pembersihan data.

Demikian ulasan review jurnal yang bias menjadi informasi menarik.

Jika Anda tengah mencari lembaga bidang riset terhadap produk pestisida pertanian, Intan Mandiri Lestari atau IML Research adalah lembaga independent yang bisa kamu pilih.

Di sini menyediakan berbagai jenis pengujian di antaranya terdapat uji pestisida dengan jenis pengujian meliputi:

  • Uji Toksisitas Akut dan Oral Dermal,

  • Uji Iritasi,Uji Sensitisasi,

  • Uji Inhalasi, dan sebagainya.

Untuk informasi lebih lanjut silahkan menghubungi kami melalui +62 813-1353-8831.

Semoga review jurnal di atas dapat bermanfaat ya.

Referensi

David O. H. Hug, Alida Kropf, Marine O. Amann, Jacob C. Koella & Niels O. Verhulst. 2024. Unexpected behavioural adaptation of yellow fever mosquitoes in response to high temperatures. Scientific Reports 14, 3659 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-54374-5

Konsultasikan Kebutuhan Anda