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Comparison of Two Detailed Models of Aedes aegypti Population Dynamics
Get PDFThe success of control programs for mosquito-borne diseases can be enhanced by crucial information provided by models of the mosquito populations. Models, however, can differ in their structure, complexity, and biological assumptions, and these differences impact their predictions. Unfortunately, it is typically difficult to determine why two complex models make different predictions because we lack structured side-by-side comparisons of models using comparable parameterization. Here, we present a detailed comparison of two complex, spatially explicit, stochastic models of the population dynamics of Aedes aegypti, the main vector of dengue, yellow fever, chikungunya, and Zika viruses. Both models describe the mosquito?s biological and ecological characteristics, but differ in complexity and specific assumptions. We compare the predictions of these models in two selected climatic settings: a tropical and weakly seasonal climate in Iquitos, Peru, and a temperate and strongly seasonal climate in Buenos Aires, Argentina. Both models were calibrated to operate at identical average densities in unperturbedconditions in both settings, by adjusting parameters regulating densities in each model (number of larval development sites and amount of nutritional resources). We show that the models differ in their sensitivityto environmental conditions (temperature and rainfall) and trace differences to specific model assumptions.Temporal dynamics of the Ae. aegypti populations predicted by the two models differ more markedly under strongly seasonal Buenos Aires conditions. We use both models to simulate killing of larvae and/or adults with insecticides in selected areas. We show that predictions of population recovery by the models differ substantially, an effect likely related to model assumptions regarding larval development and (director delayed) density dependence. Our methodical comparison provides important guidance for model improvement by identifying key areas of Ae. aegypti ecology that substantially affect model predictions, and revealing the impact of model assumptions on population dynamics predictions in unperturbed and perturbed conditions.Fil: Legros, Mathieu. University of North Carolina; Estados UnidosFil: Otero, Marcelo Javier. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Romeo Aznar, Victoria Teresa. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Solari, Hernan Gustavo. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gould, Fred. National Institutes of Health; Estados UnidosFil: Lloyd, Alun L.. National Institutes of Health; Estados Unido
The interplay between vaccination and social distancing strategies affects COVID19 population-level outcomes
Get PDFSocial distancing is an effective population-level mitigation strategy to prevent COVID19 propagation but it does not reduce the number of susceptible individuals and bears severe social consequences-a dire situation that can be overcome with the recently developed vaccines. Although a combination of these interventions should provide greater benefits than their isolated deployment, a mechanistic understanding of the interplay between them is missing. To tackle this challenge we developed an age-structured deterministic model in which vaccines are deployed during the pandemic to individuals who do not show symptoms. The model allows for flexible and dynamic prioritization strategies with shifts between target groups. We find a strong interaction between social distancing and vaccination in their effect on the proportion of hospitalizations. In particular, prioritizing vaccines to elderly (60+) before adults (20-59) is more effective when social distancing is applied to adults or uniformly. In addition, the temporal reproductive number Rt is only affected by vaccines when deployed at sufficiently high rates and in tandem with social distancing. Finally, the same reduction in hospitalization can be achieved via different combination of strategies, giving decision makers flexibility in choosing public health policies. Our study provides insights into the factors that affect vaccination success and provides methodology to test different intervention strategies in a way that will align with ethical guidelines.Fil: Guerstein, Sharon. Ben Gurion University of the Negev; IsraelFil: Romeo Aznar, Victoria Teresa. Universidad de Buenos Aires; Argentina. University of Chicago; Estados Unidos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Dekel, Ma'ayan. Ben Gurion University of the Negev; IsraelFil: Miron, Oren. Ben Gurion University of the Negev; IsraelFil: Davidovitch, Nadav. Ben Gurion University of the Negev; IsraelFil: Puzis, Rami. Ben Gurion University of the Negev; IsraelFil: Pilosof, Shai. Ben Gurion University of the Negev; Israe
Theoretical biology, model and experiments applied to the understanding of the population dynamics of the mosquito Aedes aegypti
Get PDFEl mosquito Aedes aegypti es el principal vector de importantes enfermedades virales, como el dengue, la fiebre amarilla y la fiebre chikungunya. El dengue es una enfermedad de gran relevancia para la salud pública mundial hoy en día, mientras que una pandemia de chikungunya se expande por América y está a las puertas de la Argentina. Para el estudio de una posible epidemia, es necesario tener conocimiento de la población de mosquitos adultos. Particularmente, la población de hembras representan un factor clave, pues para completar su ciclo de ovogénesis deben ingerir sangre, transmitiendo de este modo la enfermedad. Para planear métodos de control sobre la población de mosquitos, se requiere una comprensión teórica de su desarrollo con capacidad predictiva. En esta Tesis se estudia la dinámica poblacional del mosquito Aedes aegypti mediante el diseño de un modelo estocástico no lineal explícitamente espacial llamado aedesBA. Matemáticamente, consiste en un proceso de Markov no lineal, normalmente concebido como un proceso de Poisson denso-dependiente con tiempos exponencialmente distribuidos. Las características no lineales se introducen a través del mecanismo de regulación de la población: la competencia intraespecífica en el estado larval. Inicialmente, de los factores ambientales, el modelo solo consideraba la temperatura como factor relevante. Sin embargo es bien sabido que la eclosión de los huevos del mosquito Aedes aegypti tiene una fuerte correlación con la inundación del sitio de cría. Se vio que al introducir este factor como disparador de la eclosión era necesario introducir un mecanismo de regulación de la población con mayor realismo que el mecanismo efectivo usado en primer lugar. Algunos experimentos biológicos indican la existencia de una dilatación en los tiempos de pupación a medida que escasea el alimento en la etapa larval. Sin embargo, con este solo fenómeno no se obtuvieron resultados razonables por lo que para obtener un regulador adecuado hubo que considerar conjuntamente otros factores. Estos otros factores que mostraron ser lógicos y presentan resultados experimentales que los respaldan son: un incremento de la mortalidad de larvas a partir de ciertos niveles de escasez de alimentos y una eclosión de huevos también relacionada con la cantidad de alimento disponible en el sitio de cría. Se sumó entonces a la ecología del mosquito la dinámica de la abundancia de comida disponible en la etapa larval. Utilizando datos de campo asociados a la positividad de ovitrampas, se puso a prueba el nuevo modelo poblacional aedesBA. Se encontró un buen desempeño en la descripción de estos datos experimentales, consiguiendo una buena adaptación a las temporadas de mosquitos con periodos de sequía y normales, siendo particularmente bueno al final de la temporada. Sin embargo presenta dificultades en el seguimiento de lluvias aisladas dando una sobredispersión, como también una actividad de oviposición excesiva al principio de la temporada. Estas dificultades, se asociaron a una pobre descripción del proceso de desarrollo de las larvas y también a una posible sobre estimación en la fecundidad. A pesar de que varios experimentos muestran dilatación del tiempo en el estadío larval debido a una disminución de los alimentos, los resultados no siempre resultan comparables. Esto ocurre principalmente debido a que los protocolos experimentales utilizados no permiten un desacople entre el desarrollo del individuo y la dinámica propia de la comida. Además no se encuentran discusiones respecto a la dispersión alrededor de estos tiempos medios de maduración. Se realizó un experimento que permitió estudiar los tiempos de desarrollo con respecto a la densidad de recursos disponibles. Se dispusieron conjuntos iniciales de 30 larvas a distintos niveles de comida que se mantuvieron constantes a lo largo del experimento. Diariamente se contó el número de larvas en cada estadío, la temperatura se mantuvo constante y las alas de los adultos emergentes fueron medidas. Se propuso un modelo de desarrollo en donde, para madurar, el mosquito debe progresar desde su estado inmaduro hasta la adultez, en sucesivos estadíos intermedios. Estos estadíos se encuentran exponencialmente distribuidos, de acuerdo a dos diferentes tasas; una tasa dependiente de la abundancia de comida y la otra independiente de ésta. Además, se presenta un modelo general para el crecimiento corporal, pues la fecundidad está relacionada con el peso del adulto. Estos dos modelos, el de maduración y el de desarrollo corporal, acoplados pueden explicar los resultados experimentales obtenidos. Mientras hay comida en abundancia los estadíos intermedios tienen la misma duración, pero al escasear, el tiempo transcurrido en los estadíos dependientes de la comida se vuelve considerablemente más grande. En consecuencia los tiempos medios de desarrollo aumentan y la cohorte se dispersa, de forma tal que la varianza sigue una relación cuadrática con el tiempo medio. Esto indica que la dispersión de la cohorte responde a las mismas causas que a los atrasos en la maduración. Este conocimiento junto a datos reportados dan un indicio de que el entorno natural (es decir, fuera del laboratorio) del mosquito podría estar posicionado en los niveles bajos de alimentación. La última etapa consistió en introducir al modelo poblacional aedesBA, lo aprendido sobre los tiempos de maduración y desarrollo corporal en relación al nivel de alimentación de los estadíos preimaginales. Se encontró que esta última versión de aedesBA, mejora la descripción de las observaciones de campo de positividad de ovitrampas, sobre todo al comienzo de la temporada de actividad y en el seguimiento de las lluvias aisladas. Como método general se utilizó al modelo para controlar la consistencia lógica del conocimiento biológico incorporado. De este modo, detectar el conocimiento faltante que derivó en la realización de experimentos y también en nuevas conceptualizaciones de los procesos biológicos involucrados. Es decir, el proceso de construcción transitado no sólo llevó a tener una mejor descripción, si no que también llevó a un mejor entendimiento biológico de la dinámica poblacional del mosquito Aedes aegypti.The Aedes (Stegomyia) aegypti mosquito is the main vector of im- portant viral diseases like dengue, yellow fever and chikungunya fever. The dengue is a disease of high relevance today in terms of public health worldwide. To study a possible epidemic outbreak, it is necessary to have knowledge of the adult mosquito population. The females represent a key factor, since for the completion their ovogenesis they have to ingest blood, hence transmitting the disease when biting. If control methods of the mosquito population are to be planned, a theoretical understanding of their development, with predictive capacity, is required. In this thesis the population dynamics of the Aedes aegypti mosquito is studied, designing a stochastic non-linear explicitly spatial model. Mathematically, it consists in a continuous-time Markov (jump) non-linear process, normally conceived as density-dependent Poisson processes with exponentially distributed times. The non-linear characteristics are introduced across the regulatory population mechanism: the intraspecific competition in the larval state. Initially, from the environmental factors, only the temperature was considered as a relevant factor. However it is well known that the Aedes aegypti egg hatching has a strong relation with the breeding site flooding. Considering this factor as an hatching trigger, there is a need to introduce a more realistic population regulatory mechanism than the effective one used in the first place. Some biological experiments indicate the existence of a pupation time delay according as the food runs short. However, no reasonable results when only this phenomenon was incorporated to the model. Then, to obtain an adequate regulator it was necessary to consider other phenomena, too. These other factors that appear as reasonable and present some experimental support are: a larval mortality increase from certain food scarcity levels and also an egg hatching regulated by the amount of food available in the breeding site. In this way, the dynamics of the food density available at the larval stage was added to the Aedes aegypti ecology. Using field data associated with the ovitrap positivity, the model was tested. A good performance in the description of the experimental data was found, getting a good adaptation to mosquito seasons with drought as well as normal periods, being particularly good for describing the end of the season. However, there were difficulties in tracking isolated rains and the simulations presented excessive oviposition activity at the beginning of the season. These difficulties were associated to a poor description of the larval development process and also a to possible overestimation in the fertility of females. Although experiments shown a time dilation in the larval stage due to a food decrease, the results are not always comparable. This problem happens mainly because the experimental protocols used do not allow a decoupling between the development of the individuals and the food dynamics. Further, no discussion is found about the dispersion around these mean maturation times. In this thesis, an experiment was performed that allowed to study the developmental times in relation to the available resources. The experiment consisted in sets of 30 larvae reared at different food levels that remained constant throughout the experiment. The number of larvae in each stage was counted daily, the temperature was kept constant and the emerging adult wing-sizes were measured. With this information, it was proposed a development model where, to reach maturity, the mosquito has to progress from an immature stage up to adulthood, in successive intermediate stages. These stages have times exponentially distributed, according to two different rates: a rate that depends on the amount of food and another independent of food. A general body growth model is also presented here, given the fertility is related to the adult body size. These two models (of maturation and physical development) together can explain the obtained experimental results. While food is in abundance, the intermediate stages have the same time-duration, but when it is scarce, the time becomes considerably larger in the food-dependent stages. The mean development times increase and the cohort is dispersed, in such form that the variance has a quadratic relation with the mean-time. This indicates that the cohort dispersion responds to the same causes responsible for the delayed maturation. This knowledge along with reported data, suggest that the mosquito’s wild environment ranks in the lower food levels. The last step was, then, to introduce to the population model the knowledge acquired about the maturation times and the physical development in relation to the food-level encountered for the preimaginal stages. In this version the population model was found to produce a better description of the oviposition activity recorded in field observations, especially when tracking isolated rains. As a general method the model was used to control the logical consistency of the incorporated biological knowledge. In this way, detecting the missing knowledge, and as a consequence designing and performing experiments, as well as producing new conceptualizations of the biological process involved. That is to say, that the construction process followed not only led to a better description, but also led to a better biological understanding of the Aedes aegypti mosquito population dynamics.Fil:Romeo Aznar, Victoria Teresa. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Crowded and warmer: Unequal dengue risk at high spatial resolution across a megacity of India
No full textThe role of climate factors on transmission of mosquito-borne infections within urban landscapes must be considered in the context of the pronounced spatial heterogeneity of such environments. Socio-demographic and environmental variation challenge control efforts for emergent arboviruses transmitted via the urban mosquito Aedes aegypti. We address at high resolution, the spatial heterogeneity of dengue transmission risk in the megacity of Delhi, India, as a function of both temperature and the carrying-capacity of the human environment for the mosquito. Based on previous results predicting maximum mosquitoes per human for different socio-economic typologies, and on remote sensing temperature data, we produce a map of the reproductive number of dengue at a resolution of 250m by 250m. We focus on dengue risk hotspots during inter-epidemic periods, places where chains of transmission can persist for longer. We assess the resulting high-resolution risk map of dengue with reported cases for three consecutive boreal winters. We find that both temperature and vector carrying-capacity per human co-vary in space because of their respective dependence on population density. The synergistic action of these two factors results in larger variation of dengue’s reproductive number than when considered separately, with poor and dense locations experiencing the warmest conditions and becoming the most likely reservoirs off-season. The location of observed winter cases is accurately predicted for different risk threshold criteria. Results underscore the inequity of risk across a complex urban landscape, whereby individuals in dense poor neighborhoods face the compounded effect of higher temperatures and mosquito carrying capacity. Targeting chains of transmission in inter-epidemic periods at these locations should be a priority of control efforts. A better mapping is needed of the interplay between climate factors that are dominant determinants of the seasonality of vector-borne infections and the socio-economic conditions behind unequal exposure.Fil: Romeo Aznar, Victoria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Telle, Olivier. Universite de Paris 1 - Pantheon Sorbonne.; FranciaFil: Santos Vega, Mauricio. Universidad de los Andes; ColombiaFil: Paul, Richard. Institut Pasteur de Paris.; FranciaFil: Pascual, Mercedes. University of Chicago; Estados Unidos. University of New York; Estados Unido
Theatrical pragmatics in Romeo and Juliet: Flamenco as a perlocutionary act
Get PDFEsta investigación parte de la hipótesis de que el Flamenco (como arte musical) tiene una conexión directa con la dimensión espectacular y emocional del Teatro, en lo que respecta a las representaciones escénicas (aunque la obra no haya sido concebida por su autor con esta intención). Es un complemento escenográfico extraordinario porque el arte flamenco (en su toque, cante y baile) logra expresar a través de sus palos cualquier situación de la vida cotidiana (desde la alegría o diversión, hasta el dolor y la muerte, o en momentos reivindicativos). Para mostrarlo de manera práctica se toma como ejemplo el drama Romeo and Juliet, de W. Shakespeare, con un diseño de puesta en escena, insertando los cantes y bailes flamencos que mejor se ajustan al texto y a la intensidad dramática. De esta forma, la aparición del flamenco se inserta, dentro de la teoría lingüística y en la línea de los estudios de la pragmática teatral (o texto espectacular), como un acto perlocutivo.
This research is based on the hypothesis that Flamenco (as a musical art) has a direct connection with the spectacular and emotional dimension of Theatre, as far as stage performances are concerned (even if the creation was not conceived by its author with that intention). It is an extraordinary scenographic complement because flamenco art (in its whole display: guitar playing, singing and dancing) manages to express through its palos any situation of everyday life (from joy, fun, pain or death to protest and social
criticism). To evidence this in a practical way, the drama Romeo and Juliet by W. Shakespeare is taken as an example, with a staging design, inserting the flamenco songs and dances that best fit the text and the dramatic intensity. In this way, the appearance of
flamenco is inserted, within linguistic theory and in the line of studies of theatrical pragmatics (or spectacular text), as a perlocutionary act
Effects of scarcity and excess of larval food on life history traits of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae)
Get PDFFew studies have assessed the effects of food scarcity or excess on the life history traits of Aedes aegypti (L.) (Diptera: Culicidae) independently from larval density. We assessed immature survival, development time, and adult size in relation to food availability. We reared cohorts of 30 Ae. aegypti larvae from newly hatched to adult emergence with different food availability. Food conditions were kept constant by transferring larvae each day to a new food solution. Immature development was completed by some individuals in all treatments. The shortest development time, the largest adults, and the highest survival were observed at intermediate food levels. The most important effects of food scarcity were an extension in development time, a decrease in the size of adults, and a slight decrease in survival, while the most important effects of food excess were an important decrease in survival and a slight decrease in the size of adults. The variability in development time and adult size within sex and treatment increased at decreasing food availability. The results suggest that although the studied population has adapted to a wide range of food availabilities, both scarcity and excess of food have important negative impacts on fitness.Fil: Romeo Aznar, Victoria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Alem, Iris Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: de Majo, María Sol. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Byttebier, Bárbara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Solari, Hernan Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Fischer, Sylvia Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin
Biología teórica, modelo y experimentos aplicados al entendimiento de la dinámica poblacional del mosquito Aedes aegypti
No full textEl mosquito Aedes aegypti es el principal vector de importantes enfermedades virales, como el dengue, la fiebre amarilla y la fiebre chikungunya. El dengue es una enfermedad de gran relevancia para la salud pública mundial hoy en día, mientras que una pandemia de chikungunya se expande por América y está a las puertas de la Argentina. Para el estudio de una posible epidemia, es necesario tener conocimiento de la población de mosquitos adultos. Particularmente, la población de hembras representan un factor clave, pues para completar su ciclo de ovogénesis deben ingerir sangre, transmitiendo de este modo la enfermedad. Para planear métodos de control sobre la población de mosquitos, se requiere una comprensión teórica de su desarrollo con capacidad predictiva. En esta Tesis se estudia la dinámica poblacional del mosquito Aedes aegypti mediante el diseño de un modelo estocástico no lineal explícitamente espacial llamado aedesBA. Matemáticamente, consiste en un proceso de Markov no lineal, normalmente concebido como un proceso de Poisson denso-dependiente con tiempos exponencialmente distribuidos. Las características no lineales se introducen a través del mecanismo de regulación de la población: la competencia intraespecífica en el estado larval. Inicialmente, de los factores ambientales, el modelo solo consideraba la temperatura como factor relevante. Sin embargo es bien sabido que la eclosión de los huevos del mosquito Aedes aegypti tiene una fuerte correlación con la inundación del sitio de cría. Se vio que al introducir este factor como disparador de la eclosión era necesario introducir un mecanismo de regulación de la población con mayor realismo que el mecanismo efectivo usado en primer lugar. Algunos experimentos biológicos indican la existencia de una dilatación en los tiempos de pupación a medida que escasea el alimento en la etapa larval. Sin embargo, con este solo fenómeno no se obtuvieron resultados razonables por lo que para obtener un regulador adecuado hubo que considerar conjuntamente otros factores. Estos otros factores que mostraron ser lógicos y presentan resultados experimentales que los respaldan son: un incremento de la mortalidad de larvas a partir de ciertos niveles de escasez de alimentos y una eclosión de huevos también relacionada con la cantidad de alimento disponible en el sitio de cría. Se sumó entonces a la ecología del mosquito la dinámica de la abundancia de comida disponible en la etapa larval. Utilizando datos de campo asociados a la positividad de ovitrampas, se puso a prueba el nuevo modelo poblacional aedesBA. Se encontró un buen desempeño en la descripción de estos datos experimentales, consiguiendo una buena adaptación a las temporadas de mosquitos con periodos de sequía y normales, siendo particularmente bueno al final de la temporada. Sin embargo presenta dificultades en el seguimiento de lluvias aisladas dando una sobredispersión, como también una actividad de oviposición excesiva al principio de la temporada. Estas dificultades, se asociaron a una pobre descripción del proceso de desarrollo de las larvas y también a una posible sobre estimación en la fecundidad. A pesar de que varios experimentos muestran dilatación del tiempo en el estadío larval debido a una disminución de los alimentos, los resultados no siempre resultan comparables. Esto ocurre principalmente debido a que los protocolos experimentales utilizados no permiten un desacople entre el desarrollo del individuo y la dinámica propia de la comida. Además no se encuentran discusiones respecto a la dispersión alrededor de estos tiempos medios de maduración. Se realizó un experimento que permitió estudiar los tiempos de desarrollo con respecto a la densidad de recursos disponibles. Se dispusieron conjuntos iniciales de 30 larvas a distintos niveles de comida que se mantuvieron constantes a lo largo del experimento. Diariamente se contó el número de larvas en cada estadío, la temperatura se mantuvo constante y las alas de los adultos emergentes fueron medidas. Se propuso un modelo de desarrollo en donde, para madurar, el mosquito debe progresar desde su estado inmaduro hasta la adultez, en sucesivos estadíos intermedios. Estos estadíos se encuentran exponencialmente distribuidos, de acuerdo a dos diferentes tasas; una tasa dependiente de la abundancia de comida y la otra independiente de ésta. Además, se presenta un modelo general para el crecimiento corporal, pues la fecundidad está relacionada con el peso del adulto. Estos dos modelos, el de maduración y el de desarrollo corporal, acoplados pueden explicar los resultados experimentales obtenidos. Mientras hay comida en abundancia los estadíos intermedios tienen la misma duración, pero al escasear, el tiempo transcurrido en los estadíos dependientes de la comida se vuelve considerablemente más grande. En consecuencia los tiempos medios de desarrollo aumentan y la cohorte se dispersa, de forma tal que la varianza sigue una relación cuadrática con el tiempo medio. Esto indica que la dispersión de la cohorte responde a las mismas causas que a los atrasos en la maduración. Este conocimiento junto a datos reportados dan un indicio de que el entorno natural (es decir, fuera del laboratorio) del mosquito podría estar posicionado en los niveles bajos de alimentación. La última etapa consistió en introducir al modelo poblacional aedesBA, lo aprendido sobre los tiempos de maduración y desarrollo corporal en relación al nivel de alimentación de los estadíos preimaginales. Se encontró que esta última versión de aedesBA, mejora la descripción de las observaciones de campo de positividad de ovitrampas, sobre todo al comienzo de la temporada de actividad y en el seguimiento de las lluvias aisladas. Como método general se utilizó al modelo para controlar la consistencia lógica del conocimiento biológico incorporado. De este modo, detectar el conocimiento faltante que derivó en la realización de experimentos y también en nuevas conceptualizaciones de los procesos biológicos involucrados. Es decir, el proceso de construcción transitado no sólo llevó a tener una mejor descripción, si no que también llevó a un mejor entendimiento biológico de la dinámica poblacional del mosquito Aedes aegypti
Modeling the complex hatching and development of Aedes aegypti in temperate climates
Get PDFHere, we present and discuss a compartmental stochastic model for Aedes aegypti conceived as a mathematical structure able to interpolate and extrapolate (predict) biological phenomena, and direct the attention to biological matters that need experimental elucidation. The model incorporates weather information in the form of daily temperatures and rain and pays particular attention to determining factors in temperate climates. Sufficiently large rains trigger egg hatching, which in turn leads to peaks in larval densities. Hatching is inhibited by the absence of bacteria (Gillett effect), a mechanism of relevance during the winter season and in seasons with isolated rains. The model also incorporates egg hatching independent of rains. Both egg hatching and larval development depend on the availability of food, which is modeled as bacteria produced at rates that depend on the temperature. Larval mortality and pupation rates depend on the larvae to bacteria ratio. The results of the model for egg laying activity were compared with field records during a normal season and a drought. Both the model and the records indicate that the egg laying activity of Ae. aegypti is not zero during the drought and recovers quickly when normal weather is reestablished. We studied the sensitivity of the model to different sets of physiological parameters published for a few different local populations of this species, and found that there is an important sensitivity to local characteristics that will affect some predictions of the model. We emphasize that if the information is going to be used to evaluate control methods, the life cycle of the mosquito must be studied for the local strain under the local environmental conditions (including food). We showed that the adult populations produced by the model are insensitive to certain combinations of parameters and that this insensitivity is related to the variability reported for different strains obtained from closely located places. When the model is considered in a larger biological context, it indicates that some standard procedures performed to measure the life cycle of Ae. aegypti in the laboratory might have a determining influence in the results.Fil: Romeo Aznar, Victoria Teresa. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Otero, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: de Majo, María Sol. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; ArgentinaFil: Fischer, Sylvia Cristina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ecología, Genética y Evolución; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Ecología, Genética y Evolución de Buenos Aires; ArgentinaFil: Solari, Hernan Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentin
Why Is Aedes aegypti Moving South in South America?
Get PDFColonies of Aedes aegypti have been reported at increasingly southern locations. Is this feature a manifestation of climate change or the result of the mosquito’s adaptation? Answering the question requires the testing and comparison of results produced under different, competing, hypotheses. We address the problem using “AedesBA”, a detailed model of the mosquito Aedes aegypti that has been under development for about 20 years. The aim of the model is to promote understanding. We incorporate the recently discovered biological behavior of this mosquito: diapause. Namely, this is the laying of resistance eggs when the day light shortens, entering into the unfavorable season for reproduction in temperate climates, as described from laboratory experiments. When the model is challenged to answer the questions posed, it suggests that climate change, as experienced during the time of the field records, does not explain the observations. Furthermore, the standard climate change argument does not support a detailed analysis. In contrast, we find that while diapause is not expected to be a trait that is selected by natural conditions in a subtropical climate (simulations for Resistencia, AR), within temperate climates such as in Buenos Aires city (AR), there is pressure favoring the selection of the trait. As we move southward (the cities of Dolores, Azul, Tandil, and Mar del Plata), the pressure increases, while the probability of Aedes aegypti to become established in them decreases, being in accordance with the field observations. The model shows in addition that the field-observable effects of diapause depend on weather variables, especially precipitation, and the dynamics of the nutritional resources in the breeding sites
A study on residual organochlorine pesticides in the Upper Yarra Catchment, Victoria
No full textThis thesis was scanned from the print manuscript for digital preservation and is copyright the author.
Researchers can access this thesis by asking their local university, institution or public library to
make a request on their behalf. Monash staff and postgraduate students can use the link in the References field
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