Variabilidade genética em populações de Anopheles darlingi (Diptera: Culicidae) e relação ao comportamento da atividade de picar, analisada por RAPD

Two natural populations of Anopheles darlingi, collected in the intra, peri and extra domicile of two townships in the State of Amazonas, Coari and Manaus, were assayed as to their hematophagic behaviour-related genetic variability patterns. Findings revealed a large number of polymorphic fragments as well as high genetic variability in these populations. Polymorphic loci rate (P) and heterozygosity (He) in the Coari population varied between 77.63% - 84.86% and 0.2851 0.3069, respectively, with the highest and lowest genetic variability being detected in the intra- and peri-domicile sub-populations, respectively. The Manaus population showed genetic variability and heterozygosity similar to those in Coari (P= 75% - 78.94% and He= 0.2732 0.2741), where higher genetic variability was detected in the intra-domicile as well. Chi-square data (x²= 695.89; GL= 304; P 0.001) and F ST (F ST= 0.0775 ± 0.0072) were significant, indicating micro-geographic structuring resulting from some decreased gene flow. These findings point out the selective pressure response to the residual insecticide remaining on household walls after the entire neighbourhood had been sprayed with it during malaria control programs.

Duas populações naturais de Anopheles darlingi foram analisadas quanto aos padrões de variabilidade genética relacionados ao comportamento hematofágico, cujas coletas foram realizadas no intra, peri e extradomicíio, em dois municípios do Estado do Amazonas: Coari e Manaus. Os resultados evidenciaram amplo número de fragmentos polimórficos, bem como elevada variabilidade genética nessas populações. Na população de Coari, a porcentagem de locos polimórficos (P) e heterozigosidade (He) variou de 77,63% - 84,86% e 0,2851 0,3069, respectivamente, sendo a maior variabilidade genética detectada nas subpopulações do intradomicílio, e a menor nas do peridomicílio. A população de Manaus mostrou variabilidade genética similar a de Coari (P= 75% - 78,94% e He= 0,2732 0,2741), onde também foi detectada maior variabilidade genética no intradomicílio. Os dados de qui-quadrado (x²= 695,89; GL= 304; P 0,001) e de F ST (F ST= 0,0775 ± 0,0072) foram significativos, indicando uma estruturação micro geográfica, decorrente de alguma redução no fluxo gênico. Esses resultados podem ser interpretados como sendo em resposta à pressão de seleção face aos inseticidas, que permanecem residuais nas paredes dos domicílios.

Biologia de anofelinós amazônicos. VII. Estudo da variação de freqüências das inversões cromossômicas de Anopheles darlingi Root (Diptera, Culicidae) ()

Summary Three samples of natural populations of Anopheles darlingi from Km 175 of BR-174 Highway (Manaus/Boa Vista) are here analysed concerning the frequency of the inversions. Two samples were collected during the rainy period and a third one in the dry season. The results showed a highly polymorphic character of the Anopheles darlingi Amazonia populations and also modifications of the genetic variants, during the samplings. There were changes, in different levels, in the frequencies of the inversions of the three pairs of chromosomes and also as to the frequencies of the three asynapsed regions, one being in chromosome X and two in chromosome 2. Tests of intra and interchromo-somic inversion association were male and the checking of the results of each test, in the three samples simultaneously, showed that the same association is not present in two or three samplings at the same time These changes in different periods were seen as result of a rearrangement in the structure of the genetic composition of the populations because of environmental modifications. High frequencies of heterozygotes (near or above 50%) were observed in most of the inversions, but In different levels depending on the inversion and the period of sampling. The mean number of inversions, per individual, in the heterozygote state, also changed during the periods, the highest rate being observed in the rainy season. The results were discussed in relation to the heterogeneity of the Amazonia forests and the species adaptation strategy. The hypothesis the cariotipic constitution of the species could interfere in the parameter of the vector capacity of the species is also discussed.

Resumo Três amostras de populações naturais de Anopheles darlingi foram analisadas quanto às freqüências das inversões, cujas coletas foram obtidas no Km 175 da Rodovia BR-174 (Manaus/Boa Vista). Duas amostras foram coletadas durante o período da estação chuvosa e a terceira no período da estação seca. Os resultados evidenciaram o caráter altamente polimórfico das populações de A. darlingi da Amazônia e também modificações das variantes genéticas, no decorrer das amostragens. Ocorreram variações, em diferentes níveis, nas freqüências das inversões dos três pares de cromossomos e quanto às freqüências de três regiões de despareamento, sendo uma no cromossomo X e duas no cromossomo 2. Foram realizados testes de associação de inversões intra e intercromossômicas e a comparação dos resultados de cada teste, nas três amostras simultaneamente, evidenciou que uma mesma associação não está presente em duas ou três amostragens ao mesmo tempo. Essas modificações, ocorridas nos diferentes períodos, foram interpretadas como decorrentes da reestruturação da composição genética das populações, face às alterações ambientais. Altas freqüências de heterozigotos, com valores próximos ou acima de 50%, foram observadas para a maioria das inversões, porém em níveis diferentes conforme a inversão e o período de amostragem considerados. O número médio de inversões, por individuo, no estado heterozigoto, também se modificou no decorrer dos períodos, sendo os maiores valores registrados durante a estação chuvosa. Esses resultados foram discutidos considerando-se a heterogeneidade das florestas amazônicas e a estratégia adaptativa da espécie. Também é discutida a hipótese de que a constituição cariotípica dos espécimes poderia interferir nos parâmetros da capacidade vetorial da espécie.

Padrões ontogenéticos das Esterases, Leucina Aminopeptidase e X-Glicerofosfato Desidrogenase em Anopheles (Nyssorhynchus) Albitarsis lynch-arribálzaga, 1878 (Diptera: Culicidae)

Modifications in genetic expression were observed in the esterase, leucine aminopeptidase and x-glycerophosphate dehydrogenase systems during ontogenetic development of Anopheles albitarsis. The esterase revealed four regions of activity. Esterase 1 was detected in 4th stage larvae and in pupae. Esterase 2 and 4 were present during all stages of development and esterase 3 appeared mainly in larvae and rarely in pupae. Four regions of activity were also observed in leucine aminopeptidase during ontogeny. The LAP1 and LAP2 were characteristic of larvae and LAP3 was present only in pupae and adults. LAP4 was detected in all three stages, x-glycerophosphate dehydrogenase presented one activity band whose intensity increased with development.

Modificações na expressão gênica foram observadas nos sistemas esterase, leucina aminopeptidase e x-glicerofosfato desidrogenase, durante o desenvolvimento ontogenético de Anopheles albitarsis. A esterase revelou quatro regiões de atividade, sendo a esterase 1 detectada apenas em larvas de 4º estádio velhas e em pupas, as esterases 2 e 4 foram presentes durante todo o desenvolvimento, e a esterase 3 revelou-se praticamente apenas em larvas e raríssimas vezes em pupas. Também foram observadas quatro regiões de atividade na leucina aminopeptidase, durante a ontogenia. As LAP1 c LAP2 foram características de larvas, a LAP3 esteve presente somente em pupas e adultos e a LAP4 foi detectada nos três diferentes estágios. Uma única região foi observada para a x-glicerofosfato desidrogenase e a intensidade de sua atividade cresce à medida que se aproxima o estágio adulto.

Padrões ontogenéticos das Esterases, Leucina Aminopeptidase e X-Glicerofosfato Desidrogenase em Anopheles (Nyssorhynchus) Albitarsis lynch-arribálzaga, 1878 (Diptera: Culicidae)

Modifications in genetic expression were observed in the esterase, leucine aminopeptidase and x-glycerophosphate dehydrogenase systems during ontogenetic development of Anopheles albitarsis. The esterase revealed four regions of activity. Esterase 1 was detected in 4th stage larvae and in pupae. Esterase 2 and 4 were present during all stages of development and esterase 3 appeared mainly in larvae and rarely in pupae. Four regions of activity were also observed in leucine aminopeptidase during ontogeny. The LAP1 and LAP2 were characteristic of larvae and LAP3 was present only in pupae and adults. LAP4 was detected in all three stages, x-glycerophosphate dehydrogenase presented one activity band whose intensity increased with development.

Modificações na expressão gênica foram observadas nos sistemas esterase, leucina aminopeptidase e x-glicerofosfato desidrogenase, durante o desenvolvimento ontogenético de Anopheles albitarsis. A esterase revelou quatro regiões de atividade, sendo a esterase 1 detectada apenas em larvas de 4º estádio velhas e em pupas, as esterases 2 e 4 foram presentes durante todo o desenvolvimento, e a esterase 3 revelou-se praticamente apenas em larvas e raríssimas vezes em pupas. Também foram observadas quatro regiões de atividade na leucina aminopeptidase, durante a ontogenia. As LAP1 c LAP2 foram características de larvas, a LAP3 esteve presente somente em pupas e adultos e a LAP4 foi detectada nos três diferentes estágios. Uma única região foi observada para a x-glicerofosfato desidrogenase e a intensidade de sua atividade cresce à medida que se aproxima o estágio adulto.

Biologia de anofelinós amazônicos. VII. Estudo da variação de freqüências das inversões cromossômicas de Anopheles darlingi Root (Diptera, Culicidae) ()

Summary Three samples of natural populations of Anopheles darlingi from Km 175 of BR-174 Highway (Manaus/Boa Vista) are here analysed concerning the frequency of the inversions. Two samples were collected during the rainy period and a third one in the dry season. The results showed a highly polymorphic character of the Anopheles darlingi Amazonia populations and also modifications of the genetic variants, during the samplings. There were changes, in different levels, in the frequencies of the inversions of the three pairs of chromosomes and also as to the frequencies of the three asynapsed regions, one being in chromosome X and two in chromosome 2. Tests of intra and interchromo-somic inversion association were male and the checking of the results of each test, in the three samples simultaneously, showed that the same association is not present in two or three samplings at the same time These changes in different periods were seen as result of a rearrangement in the structure of the genetic composition of the populations because of environmental modifications. High frequencies of heterozygotes (near or above 50%) were observed in most of the inversions, but In different levels depending on the inversion and the period of sampling. The mean number of inversions, per individual, in the heterozygote state, also changed during the periods, the highest rate being observed in the rainy season. The results were discussed in relation to the heterogeneity of the Amazonia forests and the species adaptation strategy. The hypothesis the cariotipic constitution of the species could interfere in the parameter of the vector capacity of the species is also discussed.

Resumo Três amostras de populações naturais de Anopheles darlingi foram analisadas quanto às freqüências das inversões, cujas coletas foram obtidas no Km 175 da Rodovia BR-174 (Manaus/Boa Vista). Duas amostras foram coletadas durante o período da estação chuvosa e a terceira no período da estação seca. Os resultados evidenciaram o caráter altamente polimórfico das populações de A. darlingi da Amazônia e também modificações das variantes genéticas, no decorrer das amostragens. Ocorreram variações, em diferentes níveis, nas freqüências das inversões dos três pares de cromossomos e quanto às freqüências de três regiões de despareamento, sendo uma no cromossomo X e duas no cromossomo 2. Foram realizados testes de associação de inversões intra e intercromossômicas e a comparação dos resultados de cada teste, nas três amostras simultaneamente, evidenciou que uma mesma associação não está presente em duas ou três amostragens ao mesmo tempo. Essas modificações, ocorridas nos diferentes períodos, foram interpretadas como decorrentes da reestruturação da composição genética das populações, face às alterações ambientais. Altas freqüências de heterozigotos, com valores próximos ou acima de 50%, foram observadas para a maioria das inversões, porém em níveis diferentes conforme a inversão e o período de amostragem considerados. O número médio de inversões, por individuo, no estado heterozigoto, também se modificou no decorrer dos períodos, sendo os maiores valores registrados durante a estação chuvosa. Esses resultados foram discutidos considerando-se a heterogeneidade das florestas amazônicas e a estratégia adaptativa da espécie. Também é discutida a hipótese de que a constituição cariotípica dos espécimes poderia interferir nos parâmetros da capacidade vetorial da espécie.

Biologia de Anofelinos amazônicos. V. Polimorfismo cromossômico de Anopheles darlingi Root (Diptera, Culicidae)

Summary Jhe chromosomic polymorphism of Anopheles darlingi, whose sample was obtained in Highway BR-174 (Manaus/Boa Vista), was here analyzed. Two new independent inversions were described, and the number of rearrangements was raised to twelve. Three asynapsed regions were also described, being one in chromosome X and two in chromosome 2. There was a high occurence of inversions at the heterozygote state and the medium number per individual was high (4,13 ± 0,13). The higher and meaningful frequencies of heterozygote indicated their larger adaptability to the enviromental heterogeneity. The tests for the association of inversions showed the occurrence of an intrachromosomic association (arms 3R and 3D and four interchromosomic ones (chromosomes X-3 and 2-3). The data of the Anopheles darlingi chromosomic polymorphism support the hypothesis that the central populations of a geographic area are more polymorphic than the marginal populations. The A. darlingi populations of Amazônia are highly polymorphic as compared to the southern ones, where certain arrangements with reduce polymorphism were determined.

Resumo Foi analisado o polimorfismo cromossômico de Anopheles darlingi, cuja amostra foi obtida na Rodovia BR-174 (Manaus/Boa Vista). Foram descritas duas novas inversões independentes, estendendo-se para doze o número de rearranjos de A. darlingi. Três regiões de despareamento também foram descritas, sendo uma no cromossomo X e duas no cromossomo 2. Ocorreu uma alta incidência de inversões no estado heterozigoto e o número médio por indivíduo foi elevado (4,13 ± 0.13). As freqüências elevadas e significativas de heterozigotos para a maioria das inversões foram interpretadas como indicativas de uma adaptabilidade maior dos mesmos em relação à heterogeneidade ambiental. Os testes para associação de inversões evidenciaram a ocorrência de uma associação intracromossômica (braços 3R e 3L) e quatro intercromossômicas (cromossomos X - 3 e 2 - 3). Os dados de polimorfismo cromossômico de Anopheles darlingi corroboram a hipótese de que populações centrais da área de distribuição geográfica de uma espécie são mais polimórficas que as populações marginais. As populações de A. darlingi da Amazônia são altamente polimórficas quando comparadas com as populações do sul nas quais foram fixados determinados arranjos com reduzido polimorfismo.

Biologia de Anofelinos Amazônicos. VI. Variabilidade Enzimática em ANOPHELES DARLINGI Root. (DIPTERA, CULICIDAE)

We have, related preliminary results on protein polymorphism in two natural populations of Anopheles darlingi from the Amazon region (Ariquemes, state of Rondonia, and the Highway PA-422, in the state of Para). Fr the esterases there were observed variations in the locus Est-2in the Ariquemes population, while while locus was onomorphic in the Highway PA-422 population. In the later population we found individuals showing the genotype. Est2*F/Est2*F. The allele frequency Est2*Fhas been estimated at 0,80 in the population of, Ariquemes, this value being much higher than the one related to our previous study on the Highway BR-174 (Manaus/Boa Vista) which was 0,48. The results concerning leucine-aminopeptidases (LAP) suggest that this enzyme is controlled by three apparently monomorphic loci in the both populations.

São relatados resultados preliminares sobre o polimorfismo protético de populuções naturais de Anopheles darlingi, procedentes de duas localidades da região amazônica-Ariquemes (Rondônia) e Rodovia PA-422 (Pará). Pata as esterases, foi detectada variação para o locus Est-2na população de Ariquemes, enquanto foi monomórfico na população da PA-422, sendo verificados nesta última, apenas indivíduos com o genótipo Est2*F/Est2*F. A freqüência do alelo Est2*F foi estimada em 0,80 na população de Ariquemes, valor este muito maior do que o observado na população da BR-174 (Manaus/Boa Vista), em estudos anteriores, que foi de 0,48. Os resultados para o sistema da leucina aminopeptidase (LAP) sugerem que a enzima é controlada por três loci, aparentemente monomórficos em ambas as populações.

BIOLOGIA DE ANOFELINOS AMAZÔNICOS. XIV. ISOENZIMAS DE ESTERASE EM ANOPHELES TRIANNULATUS (NEIVA & PINTO, 1922)

The esterase system of populations of Anopheles triannulatus from the Balbina hydroeletric project were studied by polycrilamide gel electrophoresis, using -naphtyl proprionate as enzyme substrate. The analysis revealed six zones of activity, and the mechanism of inheritance was studied for five polymorphic loci. Two aieles were detected for esterases 1, 2 and 4, and three for esterases 3 and 5, all being co-dominant. Genetic frequency data were different for the aleles at each locus, chisquared values for genotypic frequencies indicated that the population is not in equilibrium for all the loci, as homozygote frequencies were higher than expected. This was interpreted as being the result of environmental changes occuring in the study area.

Foram estudadas populações de Anopheles triannulatusprocedentes da hidrelétrica de Balbina (AM), quanto ao sistema das esterases, usando-se gel de poliacrilamida e como substrato -naftil propionato A análise eletroforética possibilitou identificar seis zonas de atividade e o mecanismo de herança foi estudado para cinco locique foram polimórficos. Foram detectados dois alelos para as esterases 1, 2 e 4 e três para as esterases 3 e 5, sendo todos de ação codominante. Os dados de frequências gênicas mostraram-se diferentes para os alelos em cada locus.Os valores de qui-quadrados para as frequências genotípicas evidenciaram que a população não está em equilíbrio para todos os loci,sendo as frequências observadas dos homozigotos superiores as esperadas. Esses resultados foram interpretados como decorrentes de alterações ambientais que estão ocorrendo na área em estudo.

BIOLOGIA DE ANOFELINOS AMAZÔNICOS. XIV. ISOENZIMAS DE ESTERASE EM ANOPHELES TRIANNULATUS (NEIVA & PINTO, 1922)

The esterase system of populations of Anopheles triannulatus from the Balbina hydroeletric project were studied by polycrilamide gel electrophoresis, using -naphtyl proprionate as enzyme substrate. The analysis revealed six zones of activity, and the mechanism of inheritance was studied for five polymorphic loci. Two aieles were detected for esterases 1, 2 and 4, and three for esterases 3 and 5, all being co-dominant. Genetic frequency data were different for the aleles at each locus, chisquared values for genotypic frequencies indicated that the population is not in equilibrium for all the loci, as homozygote frequencies were higher than expected. This was interpreted as being the result of environmental changes occuring in the study area.

Foram estudadas populações de Anopheles triannulatusprocedentes da hidrelétrica de Balbina (AM), quanto ao sistema das esterases, usando-se gel de poliacrilamida e como substrato -naftil propionato A análise eletroforética possibilitou identificar seis zonas de atividade e o mecanismo de herança foi estudado para cinco locique foram polimórficos. Foram detectados dois alelos para as esterases 1, 2 e 4 e três para as esterases 3 e 5, sendo todos de ação codominante. Os dados de frequências gênicas mostraram-se diferentes para os alelos em cada locus.Os valores de qui-quadrados para as frequências genotípicas evidenciaram que a população não está em equilíbrio para todos os loci,sendo as frequências observadas dos homozigotos superiores as esperadas. Esses resultados foram interpretados como decorrentes de alterações ambientais que estão ocorrendo na área em estudo.

Biologia de Anofelinos Amazônicos. VI. Variabilidade Enzimática em ANOPHELES DARLINGI Root. (DIPTERA, CULICIDAE)

We have, related preliminary results on protein polymorphism in two natural populations of Anopheles darlingi from the Amazon region (Ariquemes, state of Rondonia, and the Highway PA-422, in the state of Para). Fr the esterases there were observed variations in the locus Est-2in the Ariquemes population, while while locus was onomorphic in the Highway PA-422 population. In the later population we found individuals showing the genotype. Est2*F/Est2*F. The allele frequency Est2*Fhas been estimated at 0,80 in the population of, Ariquemes, this value being much higher than the one related to our previous study on the Highway BR-174 (Manaus/Boa Vista) which was 0,48. The results concerning leucine-aminopeptidases (LAP) suggest that this enzyme is controlled by three apparently monomorphic loci in the both populations.

São relatados resultados preliminares sobre o polimorfismo protético de populuções naturais de Anopheles darlingi, procedentes de duas localidades da região amazônica-Ariquemes (Rondônia) e Rodovia PA-422 (Pará). Pata as esterases, foi detectada variação para o locus Est-2na população de Ariquemes, enquanto foi monomórfico na população da PA-422, sendo verificados nesta última, apenas indivíduos com o genótipo Est2*F/Est2*F. A freqüência do alelo Est2*F foi estimada em 0,80 na população de Ariquemes, valor este muito maior do que o observado na população da BR-174 (Manaus/Boa Vista), em estudos anteriores, que foi de 0,48. Os resultados para o sistema da leucina aminopeptidase (LAP) sugerem que a enzima é controlada por três loci, aparentemente monomórficos em ambas as populações.

Biologia de Anofelinos amazônicos. V. Polimorfismo cromossômico de Anopheles darlingi Root (Diptera, Culicidae)

Summary Jhe chromosomic polymorphism of Anopheles darlingi, whose sample was obtained in Highway BR-174 (Manaus/Boa Vista), was here analyzed. Two new independent inversions were described, and the number of rearrangements was raised to twelve. Three asynapsed regions were also described, being one in chromosome X and two in chromosome 2. There was a high occurence of inversions at the heterozygote state and the medium number per individual was high (4,13 ± 0,13). The higher and meaningful frequencies of heterozygote indicated their larger adaptability to the enviromental heterogeneity. The tests for the association of inversions showed the occurrence of an intrachromosomic association (arms 3R and 3D and four interchromosomic ones (chromosomes X-3 and 2-3). The data of the Anopheles darlingi chromosomic polymorphism support the hypothesis that the central populations of a geographic area are more polymorphic than the marginal populations. The A. darlingi populations of Amazônia are highly polymorphic as compared to the southern ones, where certain arrangements with reduce polymorphism were determined.

Resumo Foi analisado o polimorfismo cromossômico de Anopheles darlingi, cuja amostra foi obtida na Rodovia BR-174 (Manaus/Boa Vista). Foram descritas duas novas inversões independentes, estendendo-se para doze o número de rearranjos de A. darlingi. Três regiões de despareamento também foram descritas, sendo uma no cromossomo X e duas no cromossomo 2. Ocorreu uma alta incidência de inversões no estado heterozigoto e o número médio por indivíduo foi elevado (4,13 ± 0.13). As freqüências elevadas e significativas de heterozigotos para a maioria das inversões foram interpretadas como indicativas de uma adaptabilidade maior dos mesmos em relação à heterogeneidade ambiental. Os testes para associação de inversões evidenciaram a ocorrência de uma associação intracromossômica (braços 3R e 3L) e quatro intercromossômicas (cromossomos X - 3 e 2 - 3). Os dados de polimorfismo cromossômico de Anopheles darlingi corroboram a hipótese de que populações centrais da área de distribuição geográfica de uma espécie são mais polimórficas que as populações marginais. As populações de A. darlingi da Amazônia são altamente polimórficas quando comparadas com as populações do sul nas quais foram fixados determinados arranjos com reduzido polimorfismo.