Группа исследователей из Национального университета Сингапура (NUS) во главе с доцентом Налини Пуниамурти из Департамента биологических наук разработала комплексный подход, повышающий точность наблюдения за комарами и борьбы с ними.

Многие трансмиссивные болезни передаются кровососущими мухами, например комарами. Понимание рисков передачи таких болезней требует знания потенциальных переносчиков в данном районе, включая информацию о разнообразии и численности переносчиков. В своем исследовании исследователи продемонстрировали ограничения стандартных методов наблюдения и идентификации комаров, которые приводят к неточному отражению структур комаров в различных средах обитания.

Чтобы решить эту проблему, исследователи применили комплексный подход, включающий двунаправленную стратегию повышения точности отбора проб за счет включения личинок комаров и идентификации видов с использованием коротких последовательностей ДНК, известных как мини-штрих-коды, созданные с помощью высокотехнологичных устройств Next Generation. Платформа секвенирования (NGS). Повышенная точность данных может уменьшить количество каскадов ошибок при последующем анализе как для экологических исследований, так и для эпиднадзора за переносчиками. Этот подход потенциально может быть применен к другим кровососущим мухам, представляющим медицинский интерес, таким как мокрецы и москиты.

Результаты были опубликованы в Журнале прикладной экологии 5 августа 2021 года.

Уменьшение каскадов ошибок за счет повышения точности данных

Традиционные оценки разнообразия комаров обычно основаны на методах отлова взрослых самок, нацеленных на виды, ищущие хозяина. Однако они могут представлять собой искаженный снимок структуры сообщества комаров в районе, поскольку личиночные стадии упускаются из виду.

Включение выборки личинок комаров на различных полевых участках в Сингапуре улучшило общие оценки разнообразия на 38 процентов по сравнению с выборкой, содержащей данные только для взрослых особей. Расширенная оценка вносит вклад в базовые знания о потенциальных переносчиках в Сингапуре, поскольку было обнаружено, что некоторые из этих видов комаров являются носителями различных патогенов в других странах. Отбор личинок также способствует целевому контролю над видами комаров на личиночной стадии.

Идентификация комаров с использованием традиционных методов наблюдения на основе внешних характеристик также представляет собой проблему из-за физического сходства между различными видами, а также различий внутри отдельных видов. Команда использовала различные методы отбора проб для нацеливания как на взрослых, так и на личинок комаров и продемонстрировала, что использование мини-штрих-кодов позволяет различать такие виды, как A edes ( Downsiomyia ), Anopheles barbirostris комплекс и Culex ( Lophoceraomyia ), которые сложно идентифицировать только по внешнему виду взрослых. Исследователи NUS были первыми, кто успешно применил мини-штрих-коды на комарах и продемонстрировал их полезность для уменьшения ошибочной идентификации при оценке видов. Их результаты позволили составить более точные отчеты о разнообразии видов и облегчить усилия по борьбе с переносчиками болезней, особенно в отношении групп насекомых, имеющих медицинское значение. Кроме того, в отличие от стандартных методов наблюдения, поврежденные образцы можно обрабатывать и идентифицировать с помощью мини-штрих-кодов.

Навигация по фрагментированному ландшафту

Быстрая урбанизация и изменения в землепользовании в Сингапуре привели к сильно фрагментированному ландшафту, что увеличивает зоны контакта между лесами и густонаселенными городскими пространствами. Наш подход играет решающую роль в улучшении понимания разнообразия и состава различных видов и может способствовать раннему обнаружению и разработке подходящих стратегий управления ».

Ассистент профессора Налини Пуниамурти, Департамент биологических наук, НУС

Она и ее команда планируют изучить, как болезни передаются через комаров, изучив репродуктивные особенности этих видов. В частности, они используют инструменты популяционной геномики для изучения миграции видов, которые встречаются в таких средах, как городские пространства, а также тех, которые встречаются в основном в лесах, но могут вторгнуться в полугородские среды из-за потери среды обитания.

Исследователи также планируют провести дальнейшие исследования по расширению возможностей идентификации видов с использованием штрих-кодирования ДНК и промышленных приложений для интегрированного подхода.