L'acquistu è a distribuzione di nutrienti integranu a ricerca di insetti è i tratti di a storia di a vita. Per cumpensà e carenze in nutrienti specifici in diverse fasi di a vita, l'insetti ponu ottene questi nutrienti per mezu di un'alimentazione supplementare, per esempiu, nutrindosi di secrezioni di vertebrati in un prucessu cunnisciutu cum'è pozzanghere. A zanzara Anopheles arabiani pare esse malnutrita è, dunque, richiede nutrienti sia per u metabolismu sia per a ripruduzzione. U scopu di questu studiu era di valutà se l'agitazione di An. arabiensis nantu à l'urina di vacca per l'acquistu di nutrienti migliora e caratteristiche di a storia di a vita.
Assicuratevi chì sia sicuru. L'arabiensis era attrattu da l'odore di l'urina di vacca fresca, di 24 ore, 72 ore è 168 ore, è e femine in cerca di ospiti è alimentate cù sangue (48 ore dopu u pastu di sangue) sò state misurate in un olfattometru à tubu Y, è e femine incinte sò state valutate per a prova di riproduzione. Un'analisi chimica è elettrofisiologica cumminata hè stata poi aduprata per identificà i cumposti bioattivi in ​​l'urina di vacca in tutte e quattru classi d'età. E miscele sintetiche di cumposti bioattivi sò state valutate in prove à tubu Y è in campu. Per investigà l'urina di vacca è u so principale cumpostu chì cuntene azotu, l'urea, cum'è diete supplementari potenziali per i vettori di a malaria, sò stati misurati i parametri di alimentazione è e caratteristiche di a storia di a vita. Sò state valutate a proporzione di zanzare femine è a quantità di urina di vacca è urea assorbita. Dopu l'alimentazione, e femine sò state valutate per a sopravvivenza, u volu legatu è a ripruduzzione.
Cercate u sangue è u nutrimentu di l'ospite. In studii di laburatoriu è di campu, l'Arabi sò stati attratti da u prufume naturale è sinteticu di l'urina di vacca fresca è invechjata. E femine incinte eranu indifferenti à e risposte di l'urina di vacca in i siti di riproduzione. E femine chì cercanu l'ospite è chì succhianu u sangue assorbenu attivamente l'urina di vacca è l'urea è attribuiscenu queste risorse secondu i compromessi di a storia di a vita in funzione di u statu fisiologicu per u volu, a sopravvivenza o a ripruduzzione.
Acquisizione è distribuzione di l'urina di vacca da Anopheles arabinis per migliurà e caratteristiche di a storia di a vita. L'alimentazione supplementare di urina di vacca affetta direttamente a capacità vettoriale aumentendu a sopravvivenza quotidiana è a densità vettoriale, è indirettamente alterendu l'attività di volu è deve dunque esse presa in considerazione in i mudelli futuri.
L'acquistu è a distribuzione di nutrienti integranu e caratteristiche di a ricerca di cibo è di a storia di a vita di l'insetti [1,2,3]. L'insetti sò capaci di selezziunà è acquistà alimentu è di fà una alimentazione compensatoria basata annantu à a dispunibilità di l'alimentu è i bisogni nutrizionali [1, 3]. A distribuzione di i nutrienti dipende da u prucessu di a storia di a vita è pò purtà à esigenze diverse per a qualità è a quantità di a dieta in diverse fasi di a vita di l'insetti [1, 2]. Per cumpensà e carenze in nutrienti specifici, l'insetti ponu ottene questi nutrienti per mezu di un'alimentazione supplementare, cum'è u fangu, vari escrementi è secrezioni di vertebrati, è carogne, un prucessu cunnisciutu cum'è pozzanghere [2]. Ancu s'è una varietà di spezie di farfalle è falene sò principalmente descritte, i pozzi d'acqua si trovanu ancu in altri ordini d'insetti, è l'attrazione è l'alimentazione di questi tipi di risorse ponu avè effetti significativi nantu à a salute è altri tratti di a storia di a vita [2, 4, 5, 6], 7]. A zanzara di a malaria Anopheles gambiae sensu lato (sl) emerge cum'è un adultu "malnutritu" [8], dunque l'acqua pò ghjucà un rolu impurtante in e so caratteristiche di a storia di a vita, ma questu cumpurtamentu hà tantu hè statu trascuratu finu à avà. L'usu di l'agitazione cum'è mezzu per aumentà l'assunzione di nutrienti in questu veiculu impurtante merita attenzione, postu chì questu pò avè cunsequenze epidemiologiche impurtanti.
L'assunzione di azotu in e zanzare Anopheles femine adulte hè limitata per via di e basse riserve caloriche purtate da u stadiu larvale è di l'utilizazione inefficiente di u pastu di sangue [9]. A femina Ann.gambiae sl tipicamente compensa questu supplementendu cù pasti di sangue supplementari [10, 11], mettendu cusì più persone à risicu di cuntrae a malatia è mettendu e zanzare à un risicu più grande di predazione. In alternativa, e zanzare ponu aduprà l'alimentazione supplementare di escrementi di vertebrati per acquistà cumposti azotati chì migliuranu l'adattazione è a manuvrabilità di volu, cum'è dimustratu da altri insetti [2]. À questu riguardu, l'attrazione forte è distinta di una di e spezie surelle in An. U cumplessu di spezie gambiane sl, Anopheles arabinis, urina di vacca fresca è invechjata [12,13,14], hè interessante. Anopheles arabinis hè opportunistu in e so preferenze d'ospite è hè cunnisciutu per associassi è nutrisce si di u bestiame. L'urina di vacca hè una risorsa ricca di cumposti azotati, cù l'urea chì rapprisenta u 50-95% di l'azotu tutale in l'urina fresca [15, 16]. Cù l'invechjamentu di l'urina di vacca, i microorganismi utilizanu ste risorse per riduce a cumplessità di i cumposti azotati in 24 ore [15]. Cù u rapidu aumentu di l'ammoniaca, assuciatu à una diminuzione di l'azotu organicu, i microorganismi alcalofili (molti di i quali producenu cumposti tossichi per e zanzare) prosperanu [15], chì ponu esse femine Ann.arabiensis hè preferenzialmente attratta da l'urina invechjata 24 ore o menu [13, 14].
In questu studiu, sò stati cercati Ans ospiti è alimentati cù sangue. Durante u so primu ciclu di gonadotropine, l'arabiensis hè statu valutatu per l'acquistu di cumposti azotati, cumprese l'urea, per mischju d'urina. In seguitu, hè stata realizata una seria di esperimenti per valutà cumu e zanzare femine allocanu sta putenziale risorsa nutritiva per una migliore sopravvivenza, ripruduzzione è ulteriore ricerca di cibo. Infine, hè statu valutatu l'odore di l'urina di vacca fresca è invechjata per determinà se questi furnianu indizii affidabili per l'Ans ospiti è alimentati cù sangue. In a so ricerca di sta putenziale risorsa nutrizionale, l'arabiensis hà scupertu correlazioni chimiche daretu à l'attrattività differenziale osservata. E miscele di odori sintetici di cumposti organici volatili (COV) identificati in l'urina invechjata di 24 ore sò state ulteriormente valutate in cundizioni di campu, estendendu i risultati ottenuti in cundizioni di laburatoriu è dimustrendu l'effettu di l'odore di l'urina bovina nantu à diversi stati fisiologichi. Attrazione di e zanzare. I risultati ottenuti cunfermanu chì l'An. arabiensis acquista è distribuisce cumposti azotati truvati in l'urina di i vertebrati per influenzà e caratteristiche di a storia di a vita. Questi risultati sò discussi in u cuntestu di e putenziali cunsequenze epidemiologiche è cumu ponu esse aduprati per a surveglianza è u cuntrollu di i vettori.
L'Anopheles arabicans (ceppo Dongola) sò stati mantenuti à 25 ± 2 °C, 65 ± 5% RH è un ciclu luce: bughjura di 12:12 ore. E larve sò state allevate in vassoi di plastica (20 cm × 18 cm × 7 cm) pieni d'acqua distillata è alimentate cù alimentu per pesci Tetramin® (Tetra Werke, Melle, DE). E pupe sò state raccolte in tazze da 30 ml (Nolato Hertila, Åstorp, SE) è poi trasferite in gabbie Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science, Taichung, Taiwan) per permette l'emergenza di l'adulti. L'adulti anu ricevutu una soluzione di saccarosio à u 10% ad libitum finu à 4 ghjorni dopu l'emergenza (dpe), à ​​quellu puntu e femine in cerca di ospiti anu ricevutu una dieta immediatamente prima di l'esperimentu, o sò state private di acqua distillata durante a notte prima di l'esperimentu, cum'è descrittu quì sottu. E femine aduprate per l'esperimenti cù tubi di volu sò state private di acqua solu per 4-6 ghjorni. ore cù acqua ad libitum. Per preparà e zanzare succhiatrici di sangue per i biotest successivi, 4 femine dpe sò state furnite cù sangue di pecura defibroticu (Håtunalab, Bro, SE) utilizendu un sistema di alimentazione à membrana (Hemotek Discovery Workshops, Accrington, UK). E femine cumpletamente congestionate sò state poi trasferite in gabbie individuali è furnite direttamente cù dieta, cum'è descrittu quì sottu, o 10% di saccarosu ad libitum per 3 ghjorni prima di l'esperimenti descritti quì sottu. Queste ultime femine sò state aduprate per i biotest di tubi di volu è trasferite in u laburatoriu, è poi anu avutu acqua distillata ad libitum per 4-6 ore prima di l'esperimentu.
I testi alimentari sò stati utilizati per quantificà u cunsumu d'urina è d'urea in e femine adulte An.Arab. E femine chì cercanu ospiti è chì sò state alimentate cù sangue anu ricevutu una dieta chì cuntene 1% d'urina di vacca fresca è invechjata diluita, diverse concentrazioni d'urea è dui cuntrolli (10% di saccarosiu è acqua) per 48 ore. Inoltre, u colorante alimentariu (1 mg ml-1 cianuro di xilene FF; CAS 2650-17-1; Sigma-Aldrich, Stoccolma, SE) hè statu aghjuntu à a dieta è furnitu in una matrice 4 × 4 in tubi da microcentrifuga da 250 µl (Axygen Scientific, Union City, CA, US; Figura 1A) Riempite finu à u bordu (~300 µl). Per evità a cumpetizione trà e zanzare è i putenziali effetti di u culore di a tintura, mette 10 zanzare in una grande piastra di Petri (12 cm di diametru è 6 cm d'altezza; Semadeni, Ostermundigen, CH; Figura 1A) in cumpleta bughjura à 25 ± 2 cm °C è 65 ± 5%. umidità relativa. Questi esperimenti sò stati ripetuti da 5 à 10 volte. Dopu l'esposizione à a dieta, i zanzari sò stati posti à -20 °C finu à ulteriori analisi.
Cercate l'urina bovina è l'urea assurbite da l'ospite è da a femina succhiatrice di sangue Anopheles arabianus. In a prova di alimentazione (A), e zanzare femine sò state furnite cù una dieta cumposta da urina di vacca fresca è invechjata, varie concentrazioni di urea, saccarosio (10%) è acqua distillata (H2O). E femine chì cercanu l'ospite (B) è alimentate cù sangue (C) anu assorbitu più saccarosio chè qualsiasi altra dieta testata. Nutate bè chì e femine chì cercanu l'ospite anu assorbitu menu urina di vacca di 72 ore chè urina di vacca di 168 ore (B). U cuntenutu mediu tutale di azotu (± deviazione standard) di l'urina hè rapprisintatu in l'insertu. E femine chì cercanu l'ospite (D, F) è succhiatrici di sangue (E, G) assorbenu urea in modu dose-dipendente. I volumi medi inalati (D, E) cù nomi di lettere diversi eranu significativamente diversi l'uni da l'altri (ANOVA à una via cù l'analisi post hoc di Tukey; p <0,05). E barre d'errore rapprisentanu l'errore standard di a media (BE). A linea tratteggiata dritta rapprisenta a linea di regressione log-lineare. (F, G)
Per liberà l'alimentu assorbitu, e zanzare sò state piazzate individualmente in tubi di microcentrifuga di 1,5 ml chì cuntenenu 230 µl d'acqua distillata è u tissutu hè statu distruttu cù un pestello dispunibule è un mutore senza filu (VWR International, Lund, SE), seguitatu da centrifugazione à 10 krpm per 10 min. U surnatante (200 µl) hè statu trasferitu in una micropiastra à 96 pozzetti (Sigma-Aldrich) è l'assorbanza (λ620) hè stata determinata cù un lettore di micropiastre basatu annantu à un spettrofotometru (SPECTROStar® Nano, BMG Labtech, Ortenberg, DE) nm). In alternativa, e zanzare sò state macinate in 1 ml d'acqua distillata, 900 µl di i quali sò stati trasferiti in una cuvetta per l'analisi spettrofotometrica (λ620 nm; UV 1800, Shimadzu, Kista, SE). Per quantificà l'assunzione dietetica, una curva standard hè stata preparata per diluizione seriale per ottene da 0,2 µl à 2,4 µl di 1 mg. ml-1 cianuru di xilene. Dopu, a densità ottica di e cuncentrazioni di coloranti cunnisciute hè stata aduprata per determinà a quantità di cibu chì ogni zanzara hà ingeritu.
I dati di vulume sò stati analizati cù l'analisi di varianza à una via (ANOVA) seguita da paragoni à coppie post hoc di Tukey (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, US, 1989–2007). L'analisi di regressione lineare anu descrittu l'assunzione di urea dipendente da a concentrazione è anu paragunatu e risposte trà e zanzare chì cercanu l'ospite è quelle chì succhianu u sangue (GraphPad Prism v8.0.0 per Mac, GraphPad Software, San Diego, CA, US).
Circa 20 µl di campioni d'urina di ogni gruppu d'età sò stati ligati à Chromosorb® W/AW (10 mg 80/100 mesh, Sigma Aldrich) è incapsulati in capsule di stagnu (8 mm × 5 mm). E capsule sò state inserite in a camera di combustione di un analizzatore CHNS/O (Flash 2000, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, US) per determinà u cuntenutu d'azotu in l'urina fresca è invechjata secondu u protocolu di u fabricatore. L'azotu tutale (g N l-1) hè statu quantificatu in basa à e concentrazioni d'urea cunnisciute aduprate cum'è standard.
Per valutà l'effettu di a dieta nantu à a sopravvivenza di e femine chì cercanu l'ospite è chì succhianu u sangue, e zanzare sò state piazzate individualmente in grandi piastre di Petri (12 cm di diametru è 6 cm d'altezza; Semadeni) cù un foru cupertu di maglia in u coperchio (3 cm di diametru) cù Per a ventilazione è l'approvvigionamentu di cibo. E diete sò state furnite direttamente dopu à 4 dpe è includevanu 1% di urina di vacca fresca è invechjata diluita, quattru concentrazioni di urea è dui cuntrolli, 10% di saccarosio è acqua. Ogni dieta hè stata pipettata nantu à un tampone dentale (DAB Dental AB, Upplands Väsby, SE) inseritu in una siringa da 5 ml (Thermo Fisher Scientific, Göteborg, SE), u pistone hè statu cacciatu è piazzatu sopra una piastra di Petri (figura 1).1A). Cambiate a vostra dieta ogni ghjornu. Mantene u laburatoriu cum'è descrittu sopra. E zanzare sopravviventi sò state cuntate duie volte à ghjornu, mentre chì e zanzare morte sò state scartate finu à chì l'ultima zanzara hè morta (n = 40 per trattamentu). A sopravvivenza di e zanzare alimentate cù varie diete hè stata analizzata statisticamente utilizendu e curve di sopravvivenza di Kaplan-Meyer. è testi log-rank per paragunà e paragune di a distribuzione di sopravvivenza trà e diete (IBM SPSS Statistics 24.0.0.0).
Un mulinu volante per zanzare persunalizatu basatu annantu à Attisano et al.[17], fattu di pannelli acrilici trasparenti di 5 mm di spessore (10 cm di larghezza x 10 cm di lunghezza x 10 cm d'altezza) senza pannelli anteriori è posteriori (Fig. 3: in cima). Un assemblaggio pivotante cù un tubu verticale fattu di una colonna di cromatografia in gas (0,25 mm di diametru internu; 7,5 cm L) cù estremità incollate à un agulla d'insettu sospesa trà una coppia di magneti in neodimio à 9 cm di distanza. Un tubu orizzontale fattu di u listessu materiale (6,5 cm L) bisecava u tubu verticale per furmà un bracciu attaccatu è un bracciu chì purtava un picculu pezzu di foglia d'aluminiu cum'è segnale chì interrompe a luce.
E femine affamate per 24 ore sò state date a dieta sopra per 30 minuti prima di esse cuntenute. E zanzare femine cumpletamente alimentate sò state anestetizzate individualmente nantu à u ghjacciu per 2-3 minuti è attaccate à spille d'insetti cù cera d'api (Joel Svenssons Vaxfabrik AB, Munka Ljungby, SE) è poi ligate à i bracci di i tubi orizzontali. Mulino volante. E rivoluzioni per volu sò state registrate da un registratore di dati custruitu apposta, poi almacenate è visualizzate cù u software PC-Lab 2000™ (v4.01; Velleman, Gavere, BE). U mulinu volante hè statu piazzatu in una stanza climatizzata (12 h:12 h, luce: bughjura, 25 ± 2 °C, 65 ± 5% RH).
Per visualizà u mudellu di l'attività di volu, a distanza tutale percorsa (m) è u numeru tutale di attività di volu consecutive sò stati calculati per ora in un periodu di 24 ore. Inoltre, e distanze medie percorse da e singole femine sò state paragunate trà i trattamenti è analizzate utilizendu ANOVA à una via è l'analisi post hoc di Tukey (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.), induve a distanza media era cunsiderata una variabile dipendente, mentre chì u trattamentu hè un fattore indipendente. Inoltre, u numeru mediu di round hè calculatu in incrementi di 10 minuti.
Per valutà l'effettu di a dieta nantu à e prestazioni riproduttive di An.arabiensis, sei femine (4 dpe) sò state trasferite direttamente in gabbie Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm) dopu a raccolta di sangue è poi furnite a dieta sperimentale per 48 ore cum'è descrittu sopra. E diete sò state poi rimosse è tazze di riproduzione (30 ml; Nolato Hertila) piene di 20 ml d'acqua distillata sò state furnite u terzu ghjornu per 48 ore, cambiendu ogni 24 ore. Ripetite ogni regime dieteticu 20-50 volte. L'ova sò state cuntate è registrate per ogni gabbia sperimentale. Sottocampioni d'ova sò stati utilizati per valutà a dimensione media è a variazione di lunghezza di l'ova individuali (n ≥ 200 per dieta) utilizendu un microscopiu Dialux-20 (DM1000; Ernst Leitz Wetzlar, Wetzlar, DE) equipatu cù una Leica Camera (DFC) 320 R2; Leica Microsystems Ltd., DE). L'ova rimanenti sò state tenute in una stanza climatizzata in cundizioni standard di allevamentu per 24 ore, è un sottocampione di larve di primu stadiu emerse di recente (n ≥ 200 per dieta) sò state misurate, cum'è descrittu sopra. U numeru di ova è a dimensione di l'ova è di e larve sò stati paragunati trà i trattamenti è utilizendu ANOVA à una via è l'analisi post hoc di Tukey (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
I cumposti volatili di testa da urina fresca (1 ora dopu u campionamentu), urina invechjata 24 ore, 72 ore è 168 ore sò stati raccolti da campioni raccolti da bovini Zebu, razze Arsi. Per comodità, i campioni di urina sò stati raccolti a mattina prestu mentre e vacche eranu sempre in a stalla. I campioni di urina sò stati raccolti da 10 individui è 100-200 ml di ogni campione sò stati trasferiti in sacchetti di cottura individuali in poliammide (Toppits Cofresco, Frischhalteprodukte GmbH and Co., Minden, DE) in poliammide da 3 l cù coperchio in fusti di plastica di cloruru di vinile. I cumposti volatili di testa da ogni campione di urina bovina sò stati raccolti direttamente (freschi) o dopu a maturazione à temperatura ambiente per 24 ore, 72 ore è 168 ore, vale à dì chì ogni campione di urina era rappresentativu di ogni fascia d'età.
Per a raccolta di volatili in u spaziu di testa, hè statu utilizatu un sistema à circuitu chjusu per fà circulà un flussu di gas filtratu cù carbone attivatu (100 ml min-1) attraversu un saccu di poliammide finu à a colonna d'adsorbimentu per 2,5 ore utilizendu una pompa à vuoto à diafragma (KNF Neuberger, Freiburg, DE). Cum'è cuntrollu, a raccolta di u spaziu di testa hè stata effettuata da un saccu di poliammide viotu. A colonna d'adsorbimentu era fatta di tubi in Teflon (5,5 cm x 3 mm id) chì cuntenenu 35 mg di Porapak Q (maglia 50/80; Waters Associates, Milford, MA, US) trà tappi di lana di vetru. Prima di l'usu, a colonna hè stata lavata cù 1 ml di n-esano ridistillatu (Merck, Darmstadt, DE) è 1 ml di pentanu (solvente puru à 99,0% di qualità GC, Sigma Aldrich). I volatili adsorbiti sò stati eluiti cù 400 μl di pentanu. E cullezzione di u spaziu di testa sò state raggruppate è poi conservate à -20 °C finu à l'usu per ulteriori analisi.
Risposte cumpurtamentali di An chì cerca ospiti è chì si nutre di sangue. L'estratti volatili di Headspace raccolti da urina fresca, invechjata di 24 ore, 72 ore è 168 ore sò stati analizati per l'estratti volatili di e zanzare Arabidopsis utilizendu un olfattometru à tubu di vetru drittu [18]. L'esperimenti sò stati realizati durante ZT 13-15, u periodu di piccu di l'attività di ricerca di casa di An. Arab [19]. Un olfattometru à tubu di vetru (80 cm × 9,5 cm id) hè statu illuminatu cù 3 ± 1 lx di luce rossa da sopra. U flussu d'aria filtrata à carbone è umidificata (25 ± 2 °C, 65 ± 2% di umidità relativa) hà passatu u biotest à 30 cm s-1. L'aria hè passata attraversu una serie di schermi in maglia d'acciaio inox, creendu un flussu laminare è una struttura uniforme di pennacchi. Dispenser di tamponi dentali (4 cm × 1 cm; L:D; DAB Dental AB), suspesu da una bobina di 5 cm à l'estremità sopravvento di u olfattometru, cù cambiamenti di stimulatore ogni 5 minuti. Per l'analisi, 10 μl di ogni estrattu di u spaziu di testa, diluitu 1:10, hè statu utilizatu cum'è stimulu. Una quantità uguale di pentanu hè stata utilizata cum'è cuntrollu. E zanzare individuali chì cercanu l'ospite o chì succhianu u sangue sò state piazzate in gabbie di liberazione individuali 2-3 ore prima di l'iniziu di l'esperimentu. A gabbia di liberazione hè stata piazzata da u latu sottuventu di l'olfattometru, è e zanzare sò state lasciate acclimatassi per 1 minutu, è dopu a valvula à farfalla di a gabbia hè stata aperta per liberà. L'attrazione à u trattamentu o u cuntrollu hè stata analizata cum'è a proporzione di zanzare chì sò entrate in cuntattu cù a fonte in 5 minuti da a liberazione. Ogni estrattu volatile di u spaziu di testa è u cuntrollu sò stati replicati almenu 30 volte, è per evità l'effetti di qualsiasi ghjornu, u listessu numeru di trattamenti è cuntrolli hè statu testatu ogni ghjornu sperimentale. Cerca risposte da l'ospite è alimentatu cù sangue Ans. I gruppi arabi versus u spaziu di testa sò stati analizati utilizendu a regressione logistica nominale seguita da paragoni à coppie per i rapporti dispari (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Risposta di riproduzione di An. L'estratti di u spaziu di testa da l'urina di vacca fresca è invechjata sò stati analizati in gabbie Bugdorm (30 cm × 30 cm × 30 cm; MegaView Science). Tazze di plastica (30 mL; Nolato Hertila) piene di 20 mL d'acqua distillata anu furnitu u sustratu di riproduzione è sò state piazzate in anguli opposti di a gabbia, à 24 cm di distanza. E tazze di trattamentu sò state aghjustate cù 10 μl di ogni estrattu di u spaziu di testa à una diluzione 1:10. Una quantità uguale di pentanu hè stata aduprata per aghjustà a tazza di cuntrollu. E tazze di trattamentu è di cuntrollu sò state scambiate trà ogni esperimentu per cuntrullà l'effetti di pusizione. Dieci femine alimentate cù sangue sò state liberate in gabbie sperimentali à ZT 9-11 è l'ova in tazze sò state cuntate 24 ore dopu. A formula per calculà l'indice di riproduzione hè: (u numeru di ova deposte in a tazza di trattamentu - u numeru di ova deposte in a tazza di cuntrollu) / (u numeru tutale di ova deposte). Ogni trattamentu hè statu ripetutu 8 volte.
L'analisi cromatografica in gas è di rilevazione di u schema di l'antenna elettronica (GC-EAD) di An.arabiensis femina hè stata realizata cum'è descrittu prima [20]. In breve, l'estratti volatili freschi di u spaziu di testa sò stati separati utilizendu un Agilent Technologies 6890 GC (Santa Clara, CA, US) equipatu cù una colonna HP-5 (30 m × 0,25 mm di diametru internu, spessore di u film 0,25 μm, Agilent Technologies). è urina invechjata. L'idrogenu hè statu utilizatu cum'è fase mobile cù una velocità di flussu lineare media di 45 cm s-1. Ogni campione (2 μl) hè statu iniettatu per 30 secondi in modalità splitless cù una temperatura d'entrata di 225 °C. A temperatura di u fornu GC hè stata prugrammata da 35 °C (mantenimentu di 3 minuti) à 300 °C (mantenimentu di 10 minuti) à 10 °C min-1. In u divisore di effluenti GC, 4 psi d'azotu sò stati aghjunti è divisi 1:1 in una croce à bassu vulume mortu Gerstel 3D/2 (Gerstel, Mülheim, DE) trà u rilevatore di ionizazione di fiamma è l'EAD. U capillare di effluenti GC per EAD hè statu passatu per una linea di trasferimentu Gerstel ODP-2, chì traccia a temperatura di u fornu GC più 5 °C, in un tubu di vetru (10 cm × 8 mm), induve hè statu mischiatu cù aria umidificata filtrata à carbone (1,5 l min−1). L'antenna hè stata piazzata 0,5 cm da l'uscita di u tubu. Ogni zanzara individuale hà rapprisintatu una replica, è per e zanzare chì cercanu l'ospite, almenu trè replica sò state realizate nantu à campioni d'urina di ogni età.
Identificazione di cumposti bioattivi in ​​cullezzione di headspace di urina bovina fresca è invechjata utilizendu un spettrometru di massa è GC cumminatu (GC-MS; 6890 GC è 5975 MS; Agilent Technologies) per suscitare risposte antenne in analisi GC-EAD, operendu in modalità di ionizazione à impattu elettronicu à 70 eV. U GC era equipatu cù una colonna capillare di silice fusa rivestita di UI HP-5MS (60 m × 0,25 mm di diametru internu, 0,25 μm di spessore di u film) utilizendu l'eliu cum'è fase mobile cù una velocità di flussu lineare media di 35 cm s-1. Un campione di 2 μl hè statu iniettatu utilizendu e stesse impostazioni di l'iniettore è a stessa temperatura di u fornu cum'è per l'analisi GC-EAD. I cumposti sò stati identificati in basa à u so tempu di ritenzione (indice Kovát) è i spettri di massa paragunati à a biblioteca persunalizata è a biblioteca NIST14 (Agilent). I cumposti identificati sò stati cunfirmati iniettendu standard autentichi (File Aggiuntivu 1: Tabella S2). Per a quantificazione, acetatu di eptilu (10 ng, purità chimica 99,8%, Aldrich) hè statu iniettatu cum'è standard esternu.
Valutazione di l'efficacia di una mistura di odori sintetici cumposta da cumposti bioattivi identificati in urina fresca è invechjata per attirà Ans.arabiensis chì cerca ospiti è succhia sangue, utilizendu u listessu olfattometru è protocolu cum'è sopra. E misture sintetiche anu imitatu a cumpusizione è e proporzioni di i cumposti in estratti volatili misti di urina fresca, invechjata di 24 ore, 48 ore, 72 ore è 168 ore (Figura 5D-G; File Aggiuntivu 1: Tabella S2). Per l'analisi, aduprate 10 μl di una diluzione 1:100 di a mistura cumpletamente sintetica, cù una velocità di liberazione generale chì varieghja da circa 140-2400 ng h-1, per valutà l'attrattività per l'ospite è e zanzare succhia sangue. In seguitu, u test hè realizatu nantu à misture cumplete, in quale e misture sottrattive di singoli cumposti di a mistura cumpleta sò eliminate. Risposte di ricerca da Ans. arabi alimentati cù sangue. Arab vs misture sintetiche è sottrattive sò state analizate utilizendu a regressione logistica nominale seguita da paragoni à coppie per dispari. rapporti (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
Per valutà s'ellu l'urina di vacca puderia serve cum'è indicatore di habitat per e zanzare di a malaria, l'urina di vacca fresca è invechjata, raccolta cum'è descrittu sopra, è l'acqua sò state messe in secchi di 3 l cù maglie (100 ml) è messe in trappule d'esca per l'ospiti. (Versione BG-HDT; BioGents, Regensburg, DE). Deci trappule messe à 50 m di distanza in pascoli, à 400 m da a cumunità di u paese (Silay, Etiopia, 5°53'24''N, 37°29'24''E) è senza bestiame, in terreni di ripruduzzione permanenti è paesi. Cinque trappule sò state riscaldate per simulà a presenza di un ospite, mentre cinque trappule sò state lasciate senza riscaldamentu. Ogni locu di trattamentu hè rotatu ogni notte per un totale di cinque notti. U numeru di zanzare catturate in trappule innescate cù urina di diverse età hè statu paragunatu utilizendu a regressione logistica cù una distribuzione binomiale beta (JMP Pro, v14.0.0, SAS Institute Inc.).
In un paese endemicu di malaria vicinu à a cità di Maki, regione di Oromia, Etiopia (8° 11′ 08″ N, 38° 81′ 70″ E; Figura 6A). U studiu hè statu realizatu trà a mità d'aostu è a mità di settembre prima di a spruzzatura residuale annuale in casa, accumpagnata da una longa stagione di e piogge. Cinque coppie di case (20-50 m di distanza) situate à a periferia di u paese sò state selezziunate per u studiu (Fig. 6A). I ​​criteri utilizati per selezziunà e case eranu: nisun animale permessu in casa, nisuna cucina in casa (tirà legna o carbone) era permessa (almenu durante u periodu di prova), è case cù un massimu di dui abitanti, chì dormenu in ambienti senza insetticidi. sottu à a zanzariera trattata. L'approvazione etica hè stata cuncessa da u Cunsigliu di Revisione Etica di a Ricerca Istituzionale (IRB/022/2016) di a Facultà di Scienze Naturali (CNS-IRB), Università di Addis Abeba, in cunfurmità cù e linee guida stabilite da a Dichjarazione di Helsinki di l'Associazione Medica Mundiale. U cunsensu di ogni capu di famiglia hè statu ottenutu cù l'assistenza di u persunale di estensione sanitaria. L'interu prucessu hè appruvatu da l'amministrazioni lucali à u livellu di distrettu è di reparto ('kebele'). U disignu sperimentale hà seguitu un disignu quadratu latinu 2 × 2, in u quale e miscele sintetiche è i cuntrolli sò stati assignati à case accoppiate a prima notte è scambiati trà e case a notte sperimentale successiva. Stu prucessu hè statu ripetutu dece volte. Inoltre, per stimà l'attività di e zanzare in e case selezziunate, e trappule CDC sò state impostate per funziunà cinque notti consecutive à l'iniziu, à a mità è à a fine di a prova di campu à a listessa ora di u ghjornu.
Una mistura sintetica chì cuntene sei cumposti bioattivi hè stata dissolta in eptanu (97,0% solvente di qualità GC, Sigma Aldrich) è liberata à 140 ng h-1 aduprendu un distributore di stoppine di cuttone [20]. U distributore di stoppine hà permessu à tutti i cumposti di esse liberati in proporzioni custanti durante l'esperimentu di 12 ore. L'eptano hè statu utilizatu cum'è cuntrollu. A fiala hè stata suspesa accantu à u puntu d'entrata di a trappula di luce di i Centri per u Controlu è a Prevenzione di e Malatie (CDC) (John W. Hock Company, Gainesville, FL, US; Figura 6A). E trappule sò state appese à 0,8-1 m sopra a terra, vicinu à i pedi di u lettu, è un vuluntariu hà dormitu sottu à una zanzariera micca trattata è hè statu operatu trà 18:00 è 06:30. E zanzare catturate per sessu è statu fisiologicu (non alimentate, alimentate, semi-incinte è incinte [21] sò state successivamente screening aduprendu l'analisi di reazione a catena di a polimerasi (PCR) per identificà e spezie morfologicamente identificate cum'è A. gambiae sl. Membri di u cumplessu [23]. In In u studiu di campu, a cattura di trappule di case accoppiate hè stata analizata aduprendu un mudellu di adattazione logistica nominale, induve l'attrazione era a variabile dipendente è u trattamentu (mistura sintetica vs cuntrollu) era l'effettu fissu (JMP® 14.0.0. SAS Institute Inc.). Quì, riportemu i valori χ2 è p da u test di u rapportu di probabilità.
Valutà s'ellu hè sicuru. arabiensis hè statu capace di ottene urina, a so principale fonte d'azotu, l'urea, per alimentazione diretta, in 48 ore da a somministrazione per 4 ghjorni dopu (dpe) prove di alimentazione di femine in cerca d'ospite è alimentate cù sangue (Fig. 1A). Sia e femine in cerca d'ospite sia quelle chì succhianu sangue anu assorbitu significativamente più saccarosu chè qualsiasi altra dieta o acqua (F(5,426) = 20,15, p < 0,0001 è F(5,299) = 56,00, p < 0,0001, rispettivamente; Fig. 1B,C). Inoltre, e femine in cerca d'ospite anu manghjatu menu in l'urina à 72 ore paragunatu à l'urina à 168 ore (Fig. 1B). Quandu hè stata offerta una dieta chì cuntene urea, e femine in cerca d'ospite anu assorbitu una quantità significativamente più grande di urea à 2,69 mM paragunatu à tutte l'altre concentrazioni è acqua, mentre indistinguibile da u 10% di saccarosu. (F(10,813) = 15,72, p < 0,0001; Figura 1D). Questu era in cuntrastu cù a risposta di e femine alimentate cù sangue, chì tipicamente assorbianu significativamente più diete chì cuntenenu urea chè acqua, ancu s'ellu significativamente menu di u 10% di saccarosu (F(10,557) = 78,35, p < 0,0001; Figura 1).1E). Inoltre, quandu si paragunava trà i dui stati fisiologichi, e femine flebotomizzate assorbianu più urea chè e femine chì cercanu l'ospite à e concentrazioni più basse, è queste femine assorbianu quantità simili di urea à concentrazioni più alte (F(1,953) = 78,82, p < 0,0001; Fig. 1F, G). Mentre l'assunzione da una dieta chì cuntene urea pareva avè valori ottimali (Fig. 1D, E), e femine in entrambi i stati fisiologichi eranu capaci di modulà a quantità di urea assorbita in tutta a gamma di concentrazioni di urea in modu log-lineare (Fig. 1F,G). ).In listessu modu, i zanzari parenu cuntrullà a so assunzione d'azotu regulendu a quantità d'urina assorbita, postu chì a quantità d'azotu in l'urina hè riflessa in a quantità assorbita (Figura 1B, C è B inserti).
Per valutà l'effetti di l'urina è di l'urea nantu à a sopravvivenza di e zanzare chì cercanu l'ospite è chì succhianu u sangue, e femine sò state alimentate cù urina di tutte e quattru età (fresca, 24 ore, 72 ore è 168 ore dopu a deposizione) è una gamma di concentrazioni di urea, è ancu acqua distillata è 10% di saccarosiu sò serviti cum'è cuntrollu (Figura 2A). Questa analisi di sopravvivenza hà dimustratu chì a dieta hà avutu un effettu significativu nantu à a sopravvivenza generale in e femine chì cercanu l'ospite (urina: χ2 = 108,5, df = 5, p < 0,0001; urea: χ2 = 122,8, df = 5, p < 0,0001; Fig. 2B, C) è e femine alimentate cù sangue (urina: χ2 = 93,0, df = 5, p < 0,0001; urea: χ2 = 137,9, df = 5, p < 0,0001; Figura 2D,E).In tutti l'esperimenti, e femine alimentate cù una dieta d'urina, urea è acqua anu avutu tassi di sopravvivenza significativamente più bassi paragunati à e femine alimentate cù una dieta di saccarosio (Figura 2B-E).E femine in cerca d'ospite alimentate cù urina fresca è vetusta anu mostratu diversi tassi di sopravvivenza, cù quelle alimentate cù urina vetusta di 72 ore (p = 0,016) chì anu avutu a più bassa probabilità di sopravvivenza (Fig. 2B).Inoltre, e femine in cerca d'ospite alimentate cù 135 mM d'urea sò sopravvissute più longu cà i cuntrolli d'acqua (p < 0,04) (Fig. 2C).Rispettu à l'acqua, e donne alimentate cù urina fresca è urina di 24 ore sò sopravvissute più longu (p = 0,001 è p = 0,012, rispettivamente; Figura 2D), mentre chì e donne alimentate cù urina di 72 ore sò sopravvissute più longu cà quelle alimentate cù urina fresca corta di femine è urina invechjata di 24 ore (p < 0,0001 è p = 0,013, rispettivamente; Figura 2D).Quandu alimentate cù 135 mM urea, e femine alimentate cù sangue anu sopravvissutu più longu chè tutte l'altre concentrazioni di urea è acqua (p < 0,013; Figura 2E).
Sopravvivenza di l'Anopheles arabinis femine ospiti è succhiatrici di sangue chì si nutriscenu di urina di vacca è urea. In u biotest (A), e zanzare femine sò state furnite una dieta cumposta da urina di vacca fresca è invechjata, varie concentrazioni di urea, saccarosio (10%) è acqua distillata (H2O). A sopravvivenza di e zanzare in cerca di ospiti (B, C) è succhiatrici di sangue (D, E) hè stata registrata ogni 12 ore finu à chì tutte e femine si nutrivanu di urina (B, D) è urea (C, E), è i cuntrolli, saccarosio è acqua, sò morti.
A distanza tutale è u numeru di giri determinati in a prova di u mulinu di volu annantu à un periodu di 24 ore differianu trà e zanzare chì cercanu l'ospite è quelle chì succhianu u sangue, chì anu mostratu menu attività di volu in generale (Fig. 3). E zanzare chì cercanu l'ospite chì anu furnitu urina fresca è invechjata o saccarosiu è acqua anu mostratu mudelli di volu distinti (Fig. 3), cù e femine chì si nutrivanu di urina fresca chì eranu più attive à l'alba, mentre chì quelle alimentate di 24 è 168 ore. E zanzare chì si nutrivanu di urina anu mostratu mudelli di volu diversi è eranu principalmente diurne. E zanzare femine chì furnianu saccarosiu o urina di 72 ore anu mostratu attività durante u periodu di 24 ore, mentre chì e femine chì furnianu acqua eranu più attive durante u periodu mediu. E zanzare alimentate di saccarosiu anu mostratu i livelli più alti di attività à tarda notte è à a mattina prestu, mentre chì quelle chì anu ingeritu urina di 72 ore anu sperimentatu un calu costante di l'attività in 24 ore (Figura 3).
Prestazioni di volu di e femine Anopheles arabinis chì cercanu caccia è succhianu sangue, chì si nutriscenu di urina di vacca è urea. In a prova di u mulinu di volu, e zanzare femine si nutrivanu di urina di vacca fresca è invechjata, diverse concentrazioni di urea, saccarosio (10%) è acqua distillata (H2O) sò state attaccate à bracci orizzontali, in rotazione libera (sopra). Per e femine chì cercanu ospiti (sinistra) è succhianu sangue (destra), sò stati registrati a distanza totale è u numeru di voli per ora per ogni dieta in un periodu di 24 ore (scuru: grisgiu; chjaru: biancu). A distanza media è u numeru mediu di attacchi sò mostrati à diritta di u graficu di l'attività circadiana. E barre d'errore rapprisentanu l'errore standard di a media. Analisi statistica vede u testu.
In generale, l'attività generale di volu di e femine in cerca di ospiti hà seguitu un mudellu simile à quellu di a distanza di volu in un periodu di 24 ore. A distanza media di volu hè stata significativamente influenzata da a dieta ingerita (F(5, 138) = 28,27, p < 0,0001), è e femine in cerca di ospiti chì anu ingeritu 72 ore di urina anu vulatu distanze significativamente più lunghe paragunate à tutte l'altre diete (p < 0,0001), è e zanzare alimentate cù saccarosu anu vulatu più longu chè e zanzare alimentate cù urina fresca (p = 0,022) è cù urina di 24 ore (p = 0,022). In cuntrastu cù u mudellu di attività di volu descrittu da a dieta di urina, e femine in cerca di ospiti alimentate cù urea anu mostratu una attività di volu persistente in un periodu di 24 ore, cù un piccu durante a seconda metà di a fase scura (Fig. 3). Ancu se i mudelli di attività eranu simili, e femine in cerca di ospiti alimentate cù urea anu aumentatu significativamente a distanza media di volu secondu a cuncentrazione assorbita (F(5, 138) = 1310.91, p < 0.0001). E femine chì cercanu l'ospite alimentate cù qualsiasi cuncentrazione d'urea anu vulatu più longu chè e femine alimentate cù acqua o saccarosu (p < 0.03).
L'attività generale di volu di e zanzare succhiatrici di sangue era stabile è mantenuta per 24 ore in tutte e diete, cù una maggiore attività urinaria durante a seconda metà di u periodu bughju per e femine alimentate cù acqua è ancu in e femine alimentate fresche è di 24 ore (immagine 3). Mentre a dieta à base di urina hà influenzatu significativamente a distanza media di volu in e femine alimentate cù sangue (F(5, 138) = 4,83, p = 0,0004), a dieta à base di urea ùn l'hà micca fattu (F(5, 138) = 1,36, p = 0,24) cù altra urina è una dieta di cuntrollu (fresca, p = 0,0091; 72 ore, p = 0,0022; 168 ore, p = 0,001; saccarosio, p = 0,0017; dH2O, p = 0,036).
L'effetti di l'alimentazione cù urina è urea nantu à i parametri riproduttivi sò stati valutati in bioanalisi di deposizione di l'ova (Figura 4A) è sò stati investigati secondu u numeru di ova deposte da ogni femina, a dimensione di l'ova è e larve di u primu stadiu appena schiuse. U numeru di ova deposte. E femine arabe alimentate cù urina variavanu per dieta (F(5,222) = 4,38, p = 0,0008; Fig. 4B). E femine alimentate cù un pastu di sangue è urina di 24 ore anu depostu significativamente più ova cà e femine alimentate cù altre diete cù urina è eranu simili à quelle alimentate cù saccarosiu (Fig. 4B). In listessu modu, a dimensione di l'ova deposte da e femine alimentate cù urina variava per dieta (F(5, 209) = 12,85, p < 0,0001), cù e femine alimentate cù urina di 24 ore è saccarosiu chì deponevanu ova significativamente più grande cà e femine alimentate cù acqua, mentre chì l'ova di e femine alimentate cù 168 ore di urina eranu significativamente più chjuche (Fig. 4C). Inoltre, a dieta cù urina hà influenzatu significativamente a dimensione larvale (F(5, 187) = 7,86, p < 0,0001), cù larve significativamente più grande chì emergenu da l'ova deposte da femine alimentate cù urina di 24 è 72 ore chè da l'ova deposte da larve d'ova. Femine alimentate cù acqua è femine alimentate cù urina di 168 ore (Figura 4D).
Prestazioni riproduttive di e femine Anopheles arabinis chì si nutriscenu di urina di vacca è urea. E zanzare femine alimentate cù sangue sò state alimentate cù diete cumposte da urina di vacca fresca è invechjata, varie concentrazioni di urea, saccarosio (10%) è acqua distillata (H2O) per 48 ore prima di mette in biosaggi è ottene substrati per a deposizione di l'ova 48 ore (A). U numeru di l'ova (B, E), a dimensione di l'ova (C, F) è a dimensione di e larve (D, G) sò state significativamente influenzate da a dieta furnita (urina di vacca: BD; urea: EG). E medie per ogni parametru misuratu aduprendu nomi di lettere diverse eranu significativamente diverse l'una da l'altra (ANOVA à una via aduprendu l'analisi post hoc di Tukey; p < 0,05). E barre d'errore rapprisentanu l'errore standard di a media.
Cum'è u principale cumpunente azotatu di l'urina, l'urea, quandu hè stata furnita cum'è dieta à e femine alimentate cù sangue, hà influenzatu significativamente i parametri riproduttivi in ​​tutti i studii. U numeru d'ova deposte da e femine alimentate cù urea, dopu un pastu di sangue, secondu a cuncentrazione d'urea (F(11, 360) = 4,69; p < 0,0001), e femine alimentate cù cuncentrazioni d'urea trà 134 µM è 1,34 mM anu depostu più ova (Figura 4E). E femine alimentate cù cuncentrazioni d'urea di 134 µM o più anu depostu ova più grande cà e femine alimentate cù acqua (F(10, 4245) = 36,7; p < 0,0001; Figura 4F), è a dimensione larvale, ancu s'ella hè stata influenzata da cuncentrazioni simili d'urea in e mamme (F(10, 3305) = 37,9; p < 0,0001) era più variabile (Fig. 4G).
Attrazione generale per l'estratti volatili di u spaziu di testa di l'urina bovina chì cercanu l'ospite. L'arabiensis valutata in l'olfattometru à tubu di vetru (Fig. 5A) hè stata significativamente affettata da l'età di l'urina (χ2 = 15,9, df = 4, p = 0,0032; Fig. 5B). L'analisi post hoc hà dimustratu chì l'odore di l'urina stantia à 24 ore hà causatu livelli significativamente più alti di attrattiva paragunatu à tutti l'altri trattamenti (72 ore: p = 0,0060, 168 ore: p = 0,012, pentanu: p = 0,00070), eccettu per l'odore di l'urina fresca (p = 0,13; Figura 5B). Ancu s'è l'attrazione generale di e zanzare succhiatrici di sangue per l'odore di l'urina ùn era micca significativamente diversa (χ2 = 8,78, df = 4, p = 0,067; Fig. 5C), queste femine sò state trovate significativamente più attraenti per l'estratti volatili di u spaziu di testa paragunatu à l'urina invechjata à 72 ore paragunatu à i cuntrolli (p = 0,0066; Figura 5C).
Risposte cumportamentali à l'odori di l'urina di vacca naturali è sintetici in a ricerca di Anopheles arabianus ospiti è alimentati cù sangue. Schema di l'olfattometru à tubu di vetru (A). Attrazione di estratti volatili di u spaziu di testa da urina di vacca fresca è invechjata à e zanzare ospiti (B) è succhiatrici di sangue (C). Truvate a reazione tentaculare di u Lord An. Estratti di u spaziu di testa isolati da urina di vacca fresca (D), 24 ore (E), 72 ore (F) è 168 ore (G) invechjata sò mostrati. E tracce di rilevazione di l'antenna elettronica (EAD) mostranu cambiamenti di tensione in risposta à i cumposti bioattivi in ​​u spaziu di testa eluiti da u cromatografu à gas è rilevati da un rilevatore di ionizazione di fiamma (FID). A barra di scala rapprisenta l'ampiezza di risposta (mV) versus u tempu di ritenzione (s). E proprietà è i tassi di liberazione (µg h-1) di i cumposti biologicamente attivi sò mostrati. Un asteriscu unicu (*) indica una risposta consistente à bassa ampiezza. I doppi asterischi (**) indicanu risposte irreproducibili. Truvate l'ospite (H) è u Succhiasangue (I) An.arabiensis hà diverse attrazioni per e miscele sintetiche di odori di urina di vacca fresca è invechjata. E proporzioni medie di zanzare attratte da diversi nomi di lettere eranu significativamente diverse l'una da l'altra (ANOVA à una via cù l'analisi post hoc di Tukey; p < 0,05). E barre d'errore rapprisentanu l'errore standard di a scala
Femina Ann.arabiensis, 72 ore è 120 ore dopu à u pastu di sangue, durante a ripruduzzione, ùn hè stata mostrata alcuna preferenza per l'estratti volatili di u spaziu di testa da l'urina di vacca fresca è invechjata paragunatu à i cuntrolli di pentanu (χ2 = 3,07, p > 0,05; File supplementariu 1: Fig. S1).
Per l'Ann.arabiensis femina, l'analisi GC-EAD è GC-MS anu identificatu ottu, sei, trè è trè cumposti bioattivi (Figura 5D-G). Ancu s'è sò state osservate differenze in u numeru di cumposti chì anu suscitatu risposte elettrofisiologiche, a maiò parte di sti cumposti eranu presenti in ogni estrattu volatile di u spaziu di testa raccoltu da l'urina fresca è invechjata. Dunque, per ogni estrattu, solu i cumposti chì anu pruduttu una risposta fisiologica da l'antenne femine sopra à a soglia sò stati inclusi in ulteriori analisi.
U tassu tutale di liberazione volatile di cumposti bioattivi in ​​a cullezzione di u spaziu di testa hè aumentatu da 29 µg h-1 in urina fresca à 242 µg h-1 in urina invechjata di 168 ore, principalmente per via di l'aumentu di p-cresolu è m-formaldeide. U fenolu aumenta è ancu u fenolu. In cuntrastu, i tassi di liberazione di altri cumposti, cum'è u 2-cicloesen-1-one è u decanale, sò diminuiti cù l'aumentu di l'età di l'urina, ciò chì hè currelatu cù a diminuzione osservata di l'intensità di u signale (abbundanza) in u cromatogramma (Fig. 5D)-G pannellu di manca) è e risposte fisiologiche à questi cumposti (Fig. 5D-G pannellu di diritta).
In generale, a mistura sintetica avia un rapportu naturale simile di cumposti bioattivi identificati in estratti volatili di spazii di testa di urina fresca è invechjata (Fig. 5D-G) è ùn pareva micca suscità un appellu significativu in a ricerca di un ospite (χ2 = 8,15, df = 4, p = 0,083; Fig. 5H) o zanzare succhiatrici di sangue (χ2 = 4,91, df = 4, p = 0,30; Fig. 5I). Tuttavia, i paragoni post hoc à coppie trà i trattamenti anu dimustratu chì e zanzare in cerca di ospiti eranu significativamente attraenti per a mistura sintetica di urina invechjata di 24 ore paragunata à i cuntrolli di pentanu (p = 0,0086; Figura 5H).
Per valutà u rolu di i cumpunenti individuali in e miscele sintetiche di urina invechjata di 24 ore, sei miscele sottrattive sò state valutate contr'à e miscele cumplete in u test di u tubu Y, in u quale i cumposti individuali sò stati rimossi. Per e zanzare chì cercanu l'ospite, a sottrazione di i cumposti individuali da a miscela cumpleta hà avutu un effettu significativu nantu à e risposte cumportamentali (χ2 = 19,63, df = 6, p = 0,0032; File supplementariu 1: Figura S2A), tutte e miscele sottrattive eranu più attrattive chè quelle più chjuche chè quelle cumpletamente mischiate. In cuntrastu, a rimuzione di i cumposti individuali da a miscela cumpletamente sintetica ùn hà micca influenzatu e risposte cumportamentali di e zanzare succhiatrici di sangue (χ2 = 11,38, df = 6, p = 0,077), cù l'eccezione di u decanale, chì hà risultatu in livelli più bassi paragunati à a miscela cumpleta Attraction (p = 0,022; File supplementariu 1: Figura S2B).
In un paese endemicu di malaria in Etiopia, l'efficacia di una mistura sintetica di urina di vacca di 24 ore per attirà e zanzare in cundizioni di campu hè stata valutata per dece notti (Fig. 6A). Un totale di 4.861 zanzare sò state catturate è identificate, di e quali u 45,7% eranu Anthropus.gambiae sl, u 18,9% eranu Anopheles pharoensis è u 35,4% eranu Culex spp. (File supplementariu 1: Tabella S1). Anopheles arabinis hè l'unicu membru di u cumplessu di spezie An.Gambian identificatu da l'analisi PCR. In media, 320 zanzare sò state catturate per notte, durante u quale tempu e trappule cù esche miste sintetiche anu catturatu più zanzare chè e trappule accoppiate senza mistura (χ2 (0, 3196) = 170,0, p < 0,0001). Trappule senza esche sò state piazzate in ognuna di e cinque notti di cuntrollu à l'iniziu, à a mità è à a fine di a prova. Numeri simili di zanzare sò stati catturati in ogni coppia di trappule, chì indicanu chì ùn ci hè micca pregiudiziu trà e case (χ2(0, 1665) = 9 × 10-13, p > 0,05) è nisuna diminuzione di a pupulazione durante u periodu di studiu. In paragone cù e trappule di cuntrollu, u numeru di zanzare catturate in e trappule chì cuntenenu a mistura sintetica hè statu significativamente aumentatu: ricerca di l'ospite (χ2(0, 2107) = 138,7, p < 0,0001), alimentazione recente di sangue (χ2(0, 650) = 32,2, p < 0,0001) è gravidanza (χ2(0, 228) = 6,27, p = 0,0123; File supplementariu 1: Tabella S1). Questu hè ancu riflessu in u numeru tutale di zanzare catturate: ricerca di l'ospite > succhiatore di sangue > incinta > semi-incinta > maschile.
Valutazione in campu di l'efficacia di una mistura sintetica di odore di urina di vacca di 24 ore. I testi in campu sò stati realizati in u centru-sud di l'Etiopia (carta), vicinu à a cità di Maki (inserisce), utilizendu una trappula di luce di i Centri per u Cuntrollu di e Malatie (CDC) (à diritta) in case accoppiate, cù un disignu quadratu latinu (imagine aerea) (A). E fototrappule CDC sintetiche cù esca odorosa attraenu è catturanu l'arabeschi femine di Anopheles (B), ma micca l'Anopheles farroes (C), in un modu diversu, un effettu dipendente da u statu fisiologicu. Inoltre, queste trappule anu catturatu un numeru significativamente aumentatu di zanzare Culex ospiti. (D) Paragunatu cù u cuntrollu. E barre à manca rapprisentanu l'indice di selezzione mediu di e zanzare catturate in coppie di esca odorante (verde) è trappule di cuntrollu (aperte) (N = 10), mentre chì e barre à diritta rapprisentanu l'indice di selezzione mediu in coppie di trappule di cuntrollu (aperte; N = 5). L'asterischi indicanu livelli di significatività statistica (*p = 0,01 è ***p < 0,0001)
E trè spezie sò state catturate in modu diversu in trappule chì cuntenenu miscele sintetiche. À a ricerca di l'ospite (χ2(1, 1345) = 71,7, p < 0,0001), l'alimentazione di sangue (χ2(1, 517) = 16,7, p < 0,0001) è a gravidanza (χ2(1, 180) = 6,11, p = 0,0134) una .arabiensis hè stata intrappulata in a trappula chì liberava a mistura sintetica (Fig. 6B), mentre chì a quantità di An ùn differia micca. Sò state trovate .pharoensis in diversi stati fisiologichi (Fig. 6C). Per Culex, solu un aumentu significativu di u numeru di zanzare chì cercanu ospiti hè statu trovu in trappule innescate cù a mistura sintetica (χ2(1,1319) = 12,6, p = 0,0004; Fig. 6D), paragunatu à e trappule di cuntrollu.
E trappule d'esca per l'ospiti situate fora di l'ospiti potenziali trà i siti di ripruduzzione è e cumunità rurale in Etiopia sò state aduprate per valutà se e zanzare di a malaria utilizanu l'odore di l'urina di vacca cum'è un segnu di l'habitat di l'ospite. In assenza di segnali di l'ospite, calore, è cù o senza a presenza di l'odore di l'urina di vacca, nisuna zanzara hè stata catturata (File supplementariu 1: Figura S3). Tuttavia, in presenza di alta temperatura è odore di urina di vacca, e zanzare femine di a malaria sò state attratte è catturate, ancu s'è in picculi numeri, indipendentemente da l'età di l'urina (χ2(5, 25) = 2,29, p = 0,13; File supplementariu 1: Figura S3). In cuntrastu, i cuntrolli di l'acqua ùn anu micca catturatu e zanzare di a malaria à alte temperature (File supplementariu 1: Figura S3).
I zanzare di a malaria acquistanu è distribuiscenu cumposti chì cuntenenu azotu per via di l'alimentazione cumpensatoria di l'urina di vacca (vale à dì, pozzanghere) per migliurà i tratti di a storia di a vita, simile à altri insetti [2, 4, 24, 25, 26]. L'urina di vacca hè una risorsa rinnuvevule facilmente dispunibule strettamente assuciata à i lochi di riposu per i vettori di a malaria, cum'è e stalle è a vegetazione alta vicinu à e case rurali è i siti di riproduzione. E zanzare femine localizanu sta risorsa per via di l'olfattu è sò capaci di regulà l'assorbimentu di cumposti azotati in l'urina, cumprese l'urea, u principale cumpunente azotatu in l'urina [15, 16]. Sicondu u statu fisiologicu di a zanzara femina, i nutrienti in l'urina sò attribuiti per migliurà l'attività di volu è a sopravvivenza di e zanzare femine chì cercanu l'ospite, è ancu e caratteristiche di sopravvivenza è riproduttive di l'individui alimentati cù sangue durante u primu ciclu gonadotropicu. Dunque, a miscelazione di l'urina ghjoca un rolu nutrizionale impurtante per i vettori di a malaria chì sò chjusi cum'è l'adulti malnutriti [8], postu chì furnisce à e zanzare femine a capacità di acquistà cumposti azotati impurtanti impegnendu si in un'alimentazione à bassu risicu. Questa scuperta hà cunsequenze epidemiologiche significative, postu chì e femine aumentanu a so a speranza di vita, l'attività è a pruduzzione riproduttiva, chì influenzanu tutti a capacità vettoriale. Inoltre, questu cumpurtamentu pò esse l'ubbiettivu di i futuri prugrammi di gestione di i vettori.