Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале PLOS ONE учеными из Смитсоновского института тропических исследований (STRI) и правительственного исследовательского института Панамы INDICASAT, комары рода Aedes, которые переносят группу опасных вирусов, вызывающих желтую лихорадку, чикунгунья и Зика неоднократно вторгались на перекресток Америки по суше и по морю.
«С усилением глобализации, перемещений людей и связи способность связанных с человеком организмов вторгаться и размножаться растет», - сказал Хосе Лоайза, научный сотрудник STRI и научный сотрудник INDICASAT, который руководил исследованием..«Являясь основным судоходным маршрутом, важным для торговли товарами по всему миру, связи Панамы делают его важными воротами для агрессивных безбилетных пассажиров, включая Aedes».
Исследователи изучили генетическое разнообразие двух самых опасных видов комаров, Ae. aegypti и Ae. albopictus, чтобы узнать больше о том, откуда они взялись. Они случайным образом выбрали дома на расстоянии около 2 километров друг от друга из-за наличия взрослых комаров и развивающихся неполовозрелых стадий в контейнерах, наполненных водой. В общей сложности они взяли пробы комаров в 30 разных местах в 10 провинциях Панамы. Путем секвенирования митохондриальной ДНК из 122 Ae. aegypti и 117 Ae. albopictus, они начали понимать, как эти виды переносчиков болезней оказались в разных областях.
Наивысшие значения генетического разнообразия были отмечены в центральной части Панамы, где расположены два крупных города страны, Панама-Сити и Колон, которые связаны как Трансистмийским шоссе, так и Панамским каналом. Генетическое разнообразие также было высоким вблизи границы с Коста-Рикой. Наименьшее разнообразие было на более сухом, отдаленном полуострове Асуэро, где некоторые молекулярные линии полностью отсутствовали.
«Высокое генетическое разнообразие в наиболее связанных районах Панамы указывает на то, что транспортные сети могут способствовать смешению различных молекулярных линий», - сказала Келли Беннетт, научный сотрудник STRI. «Исходя из наблюдаемых нами закономерностей, вполне вероятно, что вторжение в Панаму произошло не один раз, а несколько раз и, возможно, из разных исходных популяций. Большое разнообразие комаров в центральной Панаме, где зарегистрировано более 250 видов, может затрудняют борьбу с поступающими болезнями, контролируя переносчиков комаров».
Впервые зарегистрированы в Панаме в 1912 г. во время строительства канала, появление Ae. aegypti совпало с разрушительными эпидемиями желтой лихорадки. Он был встречен драконовской программой искоренения в бывшем США. С. Зона канала. Агрессивное опрыскивание химическими веществами, в том числе ДДТ, уничтожило этот вид. С тех пор Ае. aegypti восстановлен.
Две линии Ae. aegypti может отражать не только историю их вторжения в Панаму, но и генетическое разнообразие, накопленное ими в прошлом в пределах ареалов их предков. Первая линия была тесно связана с комарами из Колумбии, Бразилии, Мексики и США, что позволяет предположить, что в последнее время имели место отдельные вторжения с севера и юга.
Азиатский тигровый комар, Ae. albopictus, показывает аналогичную историю множественных интродукций. Этот вид комаров был впервые собран в Панаме в 2004 году. Наиболее распространенная молекулярная линия в Панаме больше всего связана с европейскими популяциями и редко встречается в других частях Америки. Две другие линии этого вида были наиболее связаны с комарами в Коста-Рике и США.
«Способность комаров Aedes распространяться по всему миру была связана с увеличением числа международных поездок, а также с развитием международного рынка бывших в употреблении шин», - сказал Лоайза.«Первоначальное вторжение тигрового комара в Америку и его последующее появление в Бразилии и Южной Африке связано с импортом шин из Японии».
По крайней мере, в Панаме распространение Ae. albopictus больше связано с наличием дорог, чем с плотностью населения, землепользованием или климатом. Поскольку одна линия Ae. albopictus в Панаме очень связан с европейскими популяциями, это может иметь последствия для появления новых арбовирусов, таких как чикунгунья и Зика, из Европы в Панаму.
«Виды комаров и связанные с ними угрозы болезней, которые когда-то были ограничены одной географической областью, теперь вызывают глобальную озабоченность, потому что они путешествуют автостопом по нашим всемирным транспортным сетям», - сказал Оуэн Макмиллан, научный сотрудник STRI. «Генетическое разнообразие, которое мы наблюдали, отражает историю вторжений комаров в Панаму. В результате популяция комаров отличается высоким уровнем генетического разнообразия, что имеет последствия для болезней, переносимых комарами. Это может повлиять на способность этих комаров распространять болезни, адаптироваться к новым условиям и развивать устойчивость к различным стратегиям искоренения».
«Лучшее понимание путей инвазии помогает нам оценивать угрозу возникающих болезней, переносимых комарами, и прогнозировать вспышки заболеваний», - сказал Беннетт.