Análise da estrutura populacional de mosquitos Culex quinquefasciatus e Culex nigripalpus (Diptera: Culicidae) utilizando marcadores de microssatélites e análise de morfometria geométrica alar / Analysis of the population structure of Culex quinquefasciatus and Culex nigripalpus (Diptera: Culicidae) mosquitoes using microsatelllite markers and morphometric geometric analysis of the wing

Introdução: Parques inseridos na malha urbana de grandes metrópoles possuem potencial para manter o ciclo biológico de diversas espécies vetoras de patógenos, como as espécies Culex quinquefasciatus e Culex nigripalpus. Consideradas antropofílicas, essas espécies têm importância epidemiológica e são abundantemente encontradas na cidade de São Paulo. Porém, pouco se sabe sobre as características genéticas dessas espécies em escala microgeográfica. Visando o melhor entendimento sobre a estrutura populacional dessas espécies, foi analisado os padrões da forma alar e a caracterização genética por marcadores de microssatélites, afim de se obter informações que contribuam para o entendimento da situação populacional desses vetores dentro do município. Objetivos: (1) Analisar a variabilidade da forma alar nas populações de Cx. quinquefasciatus e Cx. nigripalpus; (2) Analisar a variabilidade genética e o fluxo gênico nas mesmas populações; (3) Testar a funcionabilidade de primers desenvolvidos para regiões de microssatélites nas populações de Cx. nigripalpus. Material e Métodos: No total, foram estudadas cinco populações de Cx. quinquefasciatus e sete populações de Cx. nigripalpus, coletados em parques urbanos da cidade de São Paulo. Análises discriminantes, como variável canônica, teste de reclassificação cruzada e dendrograma de Neighbor-joining, utilizando os software Morpho J e Past, foram realizadas para a compreensão do formato e tamanho da asa direita nas populações. Em relação ao estudo da estruturação genética, foram testados 12 pares de primers de microssatélites em mosquitos Cx. quinquefasciatus e 33 pares de primers em mosquitos Cx. nigripalpus. Resultados: Análise da morfometria geométrica alar nas populações de Cx. quinquefasciatus demonstrou homogeneidade nos formatos alares, sendo um caracter preservado nessa espécie pela cidade, contudo, há tênues diferenças na população coletada em ambiente mais silvestre. O mesmo foi observado para as populações de Cx. nigripalpus, onde foi possível visualizar uma subestruturação na forma alar dentro da população Shangrilá. Dos primers testados, 12 amplificaram de forma consistente em todas as populações de Cx. quinquefasciatus e seis primers nas populações de Cx. nigripalpus. Os resultados encontrados sugerem que ambas as espécies possuem baixa estruturação genética, com fluxo gênico moderado entre as populações de Cx. quinquefasciatus e baixo entre as de Cx. nigripalpus, apresentando alto índice de heterozigosidade, onde as únicas populações que estão em expansão são as que foram coletadas em ambientes onde a urbanização está avançando. Discussão: Processos de urbanização, somados às mudanças causadas no ambiente, beneficiam e tendem a elevar a abundância dessas espécies em ambientes antropizados. A baixa estruturação genética e morfométrica das asas dessas espécies indicam a adaptação delas na cidade, havendo segregação devido à heterogeneidade do ambiente em que as populações se encontram. Conclusão: Evidências de baixa estruturação entre as populações e indícios de expansão em populações de ambientes mais silvestres indicam que essas espécies estão atreladas ao processo de urbanização da cidade de São Paulo

Introduction: Urban parks have the potential to harbor and maintain the life cycle of several mosquitoes such as Culex quinquefasciatus and Culex nigripalpus, both are anthropophilic species with epidemiological importance and very abundant in São Paulo city. However, their genetics characteristics are poorly know. Aiming the better understanding of the population structure of these species in microregion, was evaluated the wing shape variation and selected microsatellite loci. In this way, the information obtained can contribute to the understanding of the population situation of these vectors in São Paulo city. Objectives: (1) To evaluate the wing shape variability in populations of Cx. quinquefasciatus and Cx.nigripalpus; (2) To evaluate the genetic variability and gene flow in the Cx. quinquefasciatus and Cx.nigripalpus populations (3) Test microsatellite markers functionality parameters in Cx. nigripalpus, previously used successfully in other Culex species. Material and Methods: Were studied, five populations of Cx. quinquefasciatus and seven population of Cx. nigripalpus collected in urban parks in São Paulo city. Discriminant analysis was made to evaluate the wing shape patterns, such as Canonical variate analysis, cross validated test and Neghbor-joninin dendrogram using Morpho J and Past softwares, were perfomed to understand the size and shape of the right wing in these populations. For the study of genetic structuring, there were tested 12 pairs of microsatellite loci in Cx. quinquefasciatus samples and 33 pairs of microsatellite loci in Cx. nigripalpus samples. Results: The wing shape patterns in Cx. quinquefasciatus population were homogeneous, showing a preserved character in this population, however, has been tenuous differences in the more sylvatic population. The same pattern was observed in Cx. nigripalpus populations and was observed substructuring in the Shangrilá population. From the tested primers, 12 were functional and amplified consistently in the all five Cx. quinquefasciatus population and for Cx. nigripalpus, six primers were amplified. The results suggest both species having low genetic structure, moderate gene flow and the only populations which are expading were collected in areas that the urbanization is increasing. Discussion: Urbanization processes added to the environmental changes benefit and tend to raise the abundance of these species in anthropized locals. The low genetic structure and alar morphometry indicates the adaptation of these species in São Paulo city, there being segregated due to the environment heterogeneity which the population inhabit. Conclusion: Evidence of low structure between populations studied and signs of expansion in populations of more sylvatic environments indicate that these species are linked to urbanization process

Composition and diversity of mosquitoes (Diptera: Culicidae) in urban parks in the South region of the city of São Paulo, Brazil / Composição e diversidade de mosquitos (Diptera: Culicidae) em parques urbanos localizados na região Sul do município de São Paulo, Brasil

Abstract Many parks in the city of São Paulo contain remnants of Atlantic Forest. Of the 30 municipal parks in the South of the city, we investigated two in this study (Santo Dias Park and Shangrilá Park) in order to survey their mosquito fauna and investigate the presence of potential bioindicators of environmental conditions and vectors of human pathogens. Mosquitoes were collected monthly between March 2011 and February 2012 using aspirators, Shannon and CDC traps for adult mosquitoes and larval dippers and suction samplers for immature forms. Sampling effort was evaluated by plotting a species accumulation curve, and total richness was estimated using the first-order jackknife. To compare the diversity between the two parks Shannon and Simpson diversity indexes were calculated. Species similarity was compared by the Sorensen similarity index. In all, 8,850 specimens were sampled in both parks. Collections in Santo Dias Park yielded 1,577 adult mosquitoes and 658 immature individuals distributed in seven genera (Aedes, Anopheles, Culex, Limatus, Mansonia, Toxorhynchites and Wyeomyia) and 27 taxonomic units. Among the adult mosquitoes collected, Culex nigripalpus .and Aedes fluviatilis were the most abundant, while the most abundant immature forms were Cx. imitator, Wy. davisi, Wy. galvaoi and Ae. albopictus. Collections in Shangrilá Park yielded 4,952 adult specimens and 1,663 immature forms distributed in eight genera (Aedes, Anopheles, Culex, Limatus, Mansonia, Toxorhynchites, Uranotaenia and Wyeomyia) and 36 taxonomic units. Species accumulation curves in both parks were close to the asymptote, and the total richness estimate was close to the observed richness. Although the observed species richness was higher in the Shangrilá Park, there was no statistically significant difference between the diversity indexes measured. Regarding species composition, the two sites shared 16 species, including those of epidemiological importance such as Culex nigripalpus, Cx. quinquefasciatus, Aedes albopictus and Ae. aegypti. As some of the mosquito taxa found are bioindicators of environmental conditions and have epidemiological potential to carry pathogens, we recommend that urban parks should be included in official mosquito surveillance programs, and regular surveys carried out to detect circulating arboviruses.

Resumo Parques urbanos do município de São Paulo contêm remanescentes de Mata Atlântica. No sul da cidade há 30 parques municipais, sendo os parques Santo Dias e Shangrila alvos deste estudo. Este estudo teve a proposta de levantamento da fauna de culicídeos desses dois parques no sul da cidade de São Paulo e avaliar a presença de potenciais bioindicadores e espécies vetoras de patógenos aos seres humanos. Os mosquitos foram coletados mensalmente entre março de 2011 e fevereiro de 2012, com aspiradores, armadilhas de Shannon e CDCs para mosquitos adultos e conchas entomológicas e bombas manuais de sucção para os imaturos. O esforço amostral foi avaliado por traçar uma curva de acumulação de espécies, e a riqueza total foi estimada pelo método jackknife de primeira ordem. Para comparar a diversidade entre os dois parques, foram calculados os índices de diversidade de Shannon e de Simpson. A similaridade na composição de espécies foi comparada pelo índice de similaridade de Sorensen. Foram coletados um total de 8.850 espécimes de culicídeos em ambos os parques. Coletas no parque Santo Dias renderam 1.577 mosquitos adultos e 658 imaturos, distribuídos em sete gêneros (Aedes, Anopheles, Culex, Limatus, Mansonia, Toxorhynchites e Wyeomyia) e 27 unidades taxonômicas: Culex nigripalpus, e Aedes fluviatilis foram as mais abundantes unidades taxonômicas coletadas como adultos, enquanto em formas imaturas, as espécies mais abundantes coletadas foram Cx. imitator, Wy. davisi, Wy. galvaoi e Ae. albopictus. Coletas no parque Shangrilá renderam 4.952 espécimes como adultos e 1.663 formas imaturas, distribuídas em oito gêneros (Aedes, Anopheles, Culex, Limatus, Mansonia, Toxorhynchites, Uranotaenia e Wyeomyia) e 36 unidades taxonômicas.. As curvas de acúmulo de espécies em ambos os parques ficaram perto da assíntota, e as estimativas de riqueza total foram próximas às riquezas observadas. Apesar da riqueza observada ter sido maior no parque Shangrilá, não houve diferença estatisticamente significante entre os índices de diversidade mensurados. Em relação à composição de espécies os dois locais compartilharam 16 espécies, incluindo as de maior importância epidemiológica como Culex nigripalpus, Cx. quinquefasciatus, Aedes albopictus e Ae. aegypti. Alguns táxons de culicídeos são bioindicadores de condições ambientais nas áreas ou possuem potencial para veicular patógenos. Atenção deve ser dada a parques urbanos, com inclusão destes locais nos programas oficiais de vigilância entomológica e investigações periódicas na circulação de arbovírus.

Mosquito (Diptera: Culicidae) fauna in parks in greater São Paulo, Brazil / Fauna de mosquitos (Diptera: Culicidae) em parques da cidade de São Paulo, Brasil

Municipal parks in the city of São Paulo, which are used for leisure purposes, contain remnants of the flora of the Atlantic Forest, as well as lakes and springs, and are home to mammals, birds and arthropods, some of which can be vectors of disease. The eastern side of the city has the largest population in São Paulo and twenty-four municipal parks. The aim of this study was to investigate Culicidae fauna in two parks on this side of the city and to determine which of the Culicidae species identified have the potential to act as bioindicators and vectors of human pathogens. Culicidae were collected monthly between March 2011 and February 2012 in Carmo Park and Chico Mendes Park with battery-powered aspirators, Shannon traps and CDC traps for adult mosquitoes, and larval dippers and suction samplers for immature mosquitoes. To confirm sample sufficiency, the EstimateS program was used to plot sample-based species accumulation curves and estimate total richness by the Jackknife 1 method. In all, 1,092 culicids from nine genera (Aedes, Anopheles, Coquillettidia, Culex, Limatus, Mansonia, Trichoprosopon, Toxorhynchites and Uranotaenia) and nineteen taxonomic units were collected in Carmo Park. Coquillettidia venezuelensis (Theobald 1912), Aedes scapularis (Rondani 1848) and Culex (Culex) spp. Linnaeus 1758 were the most abundant adults, and Culex (Melanoconion) spp. Theobald 1903 and Anopheles strodei Root 1926 the most abundant immature mosquitoes. In Chico Mendes Park 4,487 mosquitoes in six genera and eighteen taxonomic units were collected. Culex (Cux.) spp. and Ae. scapularis were the most abundant adults, and Ae. albopictus (Skuse 1984) the most abundant immature mosquitoes. The species accumulation curves in both parks were close to the asymptote, and the total richness estimate was close to the observed richness. Some culicid taxons are bioindicators of environmental conditions in the areas they inhabit. It is important to monitor native fauna in municipal parks in São Paulo as various species in this study were found to have vector competence and capacity to transmit pathogens, such as arboviruses.

Em São Paulo os parques municipais preservam resquícios da vegetação de Mata Atlântica, comportam lagos e nascentes, servem de abrigos para mamíferos, aves e artrópodes vetores. São frequentados pela população humana como ambientes de lazer. A zona Leste da cidade possui o maior índice populacional de habitantes e 24 parques municipais. O objetivo deste trabalho foi conhecer a fauna de Culicidae de dois parques da zona Leste da cidade e avaliar a presença de espécies potencialmente bioindicadoras e vetoras de patógenos ao homem. Foram feitas coletas mensais de culicídeos entre março de 2011 a fevereiro de 2012 no Parque do Carmo e no Parque Chico Mendes, com aspiradores elétricos, armadilhas de Shannon e CDC para mosquitos adultos e concha entomológica e bombas manuais de sucção para os imaturos. Para verificar a suficiência amostral foram construídas curvas de acúmulo de espécies por amostragem e a riqueza total foi estimada pelo método Jackknife 1, ambos gerados pelo programa EstimateS. No parque do Carmo foram coletados 1.092 culicídeos, distribuídos em nove gêneros (Aedes, Anopheles, Coquillettidia, Culex, Limatus, Mansonia, Trichoprosopon, Toxorhynchites e Uranotaenia), distribuídos em 19 unidades taxonômicas. Coquillettidia venezuelensis(Theobald 1912), Aedes scapularis (Rondani 1848)e Culex (Culex) spp. Linnaeus 1758 foram os adultos mais abundantes e Culex (Melanoconion) spp. Theobald 1903 e Anopheles strodei Root 1926 os imaturos. No Parque Chico Mendes obteve-se 4.487 mosquitos, distribuídos em seis gêneros e 18 unidades taxonômicas. Culex (Cux.) spp. e Ae. scapularis foram os mais abundantes dos adultos e Ae. albopictus (Skuse 1984) dos imaturos. As curvas de acúmulo de espécies por amostragem em ambos os parques chegaram próximas è assíntota e a estimativa de riqueza total mostrou-se próxima è riqueza observada. Alguns táxons de culicídeos são bioindicadores das condições ambientais dos locais onde vivem, portanto é necessário acompanhar a fauna nativa dos parques municipais porque várias espécies encontradas têm mostrado competência e capacidade para veicular patógenos e arbovírus.

Biodiversidade de mosquitos (Diptera: Culicidae) nos parques da cidade de São Paulo I / Mosquito (Diptera: Culicidae) survey in parks of São Paulo City I

Diante da escassez de informações sobre mosquitos (Diptera: Culicidae) na cidade de São Paulo, foi proposto um projeto para estudar esse grupo de insetos nas áreas verdes representadas pelos parques municipais da cidade. Foram investigados 35 desses parques distribuídos nas regiões sul, norte e centro-oeste da cidade, entre outubro de 2010 e fevereiro de 2011 em período diurno. Os imaturos foram coletados dos criadouros por meio de conchas entomológicas e bomba de sucção e os adultos foram capturados em seus abrigos por aspirador elétrico (bateria de 12V). A identificação e catalogação de espécimes foram feitas no Laboratório de Entomologia da Faculdade de Saúde Pública, Universidade de São Paulo. Nesta primeira fase do projeto, coletou-se um total de 5.129 espécimes distribuídos em 11 gêneros e 41 categorias taxonômicas. Culex (Cux.) quinquefasciatus foi a espécie mais abundante. O gênero Aedes foi representado principalmente por Ae. (Och.) fluviatilis e Ae. (Ste.) albopictus. Ae. (Ste.) aegypti e Ae. (Och.)scapularis também foram frequentes em alguns parques. Os demais gêneros apresentaram-se pouco abundantes. Dos parques, 25,7% apresentaram mais de dez grupos, com destaque para o Anhanguera com 26; em contrapartida, 57,1% apresentaram cinco ou menos grupos. Apesar da pressão antrópica sobre esses ambientes, diversas espécies de culicídeos se utilizam destes habitats para a manutenção e refúgio de suas populações. É recomendado que estes ambientes estejam sob constante vigilância epidemiológica, visto que algumas das espécies coletadas possuem importância em saúde pública como vetoras de patógenos à população humana.

Given the scarcity of information on mosquitoes (Diptera: Culicidae) in the city of São Paulo, led the authors to propose a project to investigate this group of insects in some of the green areas, represented by municipal parks. The captures were undertaken in 35 municipal parks in the south, north and central-west of the city, between October 2010 and February 2011, during daylight. Immature forms were collected from breeding places with entomological ladles and suction pumps and adults from resting places with electric aspirators (12V battery). The identification of the specimens was undertaken in the Culicid laboratory of the Faculdade de Saúde Pública, Universidade de São Paulo. In this first phase of the project, a total of 5,129 specimens distributed in 11 genera and 41 taxonomic categories were captured. Culex (Cux) quinquefasciatus was the most abundant species. The genus Aedes was represented mainly by Ae. (Och) fluviatilis and Ae. (Ste) albopictus. Ae. (Ste) aegypti and Ae. (Och) scapularis were frequent in some parks. Other genera were less abundant. Of the parks investigated, 25.7% presented more than ten groups of species, notably the Anhanguera with 26; on the other hand, 57.1% had five or fewer groups. Despite the anthropic pressure on these environments, several culicid species make use of these habitats as refuges. It is recommended that these environments be kept under constant epidemiological surveillance as some of the species collected constitute public health threats as pathogen vectors to the human population.

Investigação de fontes alimentares de culicídeos coletados em parques municipais de São Paulo pela técnica de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) / Investigation of blood meal sources of mosquitoes collected in Municipal Parks of São Paulo city, by Polymerase Chain Reaction (PCR) technique

O estudo das fontes alimentares em culicídeos possui evidentes significados ecológicos e epidemiológicos, pois auxilia na identificação de animais possivelmente envolvidos na manutenção de surtos epidêmicos das doenças transmitidas por vetores, oferecendo informações para a indicação de potenciais reservatórios de patógenos. Entre os métodos utilizados para avaliar o possível grau de atração exercido por certas fontes de alimentação em relação às fêmeas de culicídeos, a técnica de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) se destaca como sendo uma das técnicas mais eficientes na detecção de repastos sanguíneos devido à alta sensibilidade e especifidade. O objetivo desse estudo foi descrever o perfil alimentar das fêmeas de culicídeos capturadas nos parques Alfredo Volpi, Anhanguera, Carmo, Chico Mendes, Ibirapuera, Santo Dias e Shangrilá, situados na cidade de São Paulo, investigando possíveis associações entre as espécies de mosquitos e suas respectivas fontes alimentares, analisando assim o comportamento no âmbito alimentar dessas espécies em diferentes localidades da cidade, durante os meses de Fevereiro de 2011 à Fevereiro de 2012. A identificação do repasto sanguíneo foi realizada por meio da técnica de PCR para os seguintes hospedeiros: aves, cães, gatos, humanos, primatas ( não humanos) e roedores em 510 fêmeas ingurgitadas distribuídas em 14 espécies capturadas pleas técnicas de aspiração, CDC copa, CDC solo e armadilha de Shannon. Dos vertebrados, apenas o hospedeiro gato não foi encontrado como sendo fonte de repasto, as demais têm sido utilizadas como fontes de alimentação para os culicídeos nos parques estudados. Baseando-se em testes estatísticos não se encontrou nenhuma tendência de associação entre as espécies de culicídeos capturadas ingurgitadas e as fontes utilizadas para repasto, evidenciando assim, padrões aleatórios por parte dos mosquitos em se alimentarem de fontes sanguíneas mais abundantes ou mais fáceis de serem abordadas, reforçando a característica oportunista das fêmeas de culicídeos em busca das suas fontes de alimentação sanguíneas. Sendo de fundamental importância tais informações em contexto epidemiológico, afim de, identificar novos possíveis hospedeiros e reservatórios de patógenos em cadeias de transmissão de doenças transmitidas por culicídeos.