Autogenous and anautogenous Culex pipiens bioforms exhibit insulin-like peptide signaling pathway gene expression differences that are not dependent upon larval nutrition

Culex pipiens form pipiens and Cx. pipiens form molestus differ in their ability to produce eggs without a bloodmeal. Autogenous mosquitoes, such as the molestus bioform of Cx. pipiens, depend on nutrition acquired as larvae instead of a bloodmeal to fuel the energy intensive process of vitellogenesis, which requires abundant production of yolk proteins. In anautogenous mosquito systems, ovary ecdysteroidogenic hormone (OEH) and insulin-like peptides (ILPs) transduce nutritional signals and trigger egg maturation in response to a bloodmeal. It is unclear to what extent the process is conserved in autogenous mosquitoes and how the bloodmeal trigger has been replaced by teneral reserves. Here, we measured the effects of a series of nutritional regimens on autogeny, time to pupation, and survival in Cx. pipiens form molestus and form pipiens. We find that abundant nutrients never result in autogenous form pipiens and extremely poor food availability rarely eliminates autogeny from form molestus. However, the number of autogenous eggs generated increases with nutrient availability. Similarly, using qPCR to quantify gene expression, we find several differences in the expression levels of ilps between bioforms that are reduced and delayed by poor nutrition, but not extinguished. Changes in OEH expression do not explain bioform-specific differences in autogeny. Surprisingly, the source of most of the gene expression differences correlated with autogeny is the abdomen, not the brain. Overall, our results suggest that autogeny is modulated by nutritional availability, but the trait is encoded by genetic differences between forms and these impact the expression of ILPs.

Study on the biology and chemical ecology of Culex pipiens form "molestus" (Diptera: Culicidae)

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να μελετηθούν στοιχεία της βιολογίας του Culex pipiens molestus και συμπεριφοράς των ειδών Cx. pipiens molestus και Cx. quinquefasciatus, καθώς και να πραγματοποιηθεί ταυτοποίηση των κυριότερων ειδών κουνουπιών που ενδημούν στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Στο πρώτο κεφάλαιο της διατριβής μελετήθηκε η επίδραση σταθερών και μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών σε βιολογικές παραμέτρους του Cx. pipiens molestus. Ο ρυθμός ανάπτυξης αυξήθηκε μεταξύ 15 και 32,5°C, με γραμμικό τρόπο. Η διάρκεια ζωής των ενηλίκων μειώθηκε όσο αυξανόταν η θερμοκρασία ανάπτυξης ενώ τα θηλυκά άτομα έζησαν περισσότερες ημέρες σε σχέση με τα αρσενικά. Η ωοπαραγωγή ήταν υψηλότερη σε μέτριες σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες σε σύγκριση με τις υψηλές θερμοκρασίες. Τέλος, διαπιστώθηκαν διαφορές όσον αφορά τη διάρκεια ανάπτυξης, την ωοπαραγωγή και την μακροζωία των ενηλίκων αρσενικών ατόμων μεταξύ σταθερών και αντίστοιχων μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών. Στο δεύτερο κεφάλαιο της διατριβής μελετήθηκε η επίδραση υψηλών θερμοκρασιών στα αυγά, προνύμφες, νύμφες και ενήλικα άτομα του Cx. pipiens molestus. Τα ποσοστά επιβίωσης των ενηλίκων και των νυμφών μειώθηκαν σημαντικά με την αύξηση του χρόνου έκθεσης σε θερμοκρασίες θερμικού σοκ 37 και 38°C. Παρατηρήθηκε αρνητική επίδραση σε όλες τις βιολογικές παραμέτρους των ενηλίκων και των νυμφών που μελετήθηκαν μετά από έκθεσή τους σε υψηλές. Το ίδιο φαινόμενο παρατηρήθηκε μετά έκθεση προνυμφών 2ης, 3ης και 4ης ηλικίας σε υψηλές θερμοκρασίες για 30 λεπτά και 60 λεπτά. Το τρίτο κεφάλαιο της διατριβής πραγματεύεται την επίδραση της ηλικίας, του φύλου και της παρουσίας τροφής στη θερμοκρασία υπέρψυξής ενηλίκων αρσενικών και θηλυκών ατόμων, με και χωρίς προηγούμενο εγκλιματισμό. Tα νεαρά και μέση ηλικίας ενήλικα εμφάνισαν σημαντικά χαμηλότερη θερμοκρασία υπερψύξης σε σύγκριση με τα γηραιότερα. Από την άλλη πλευρά, η ύπαρξη τροφής στο σώμα των ενήλικων αύξησε σημαντικά τη θερμοκρασία υπέρψυξης σε σχέση με ενήλικα που δεν τράφηκαν. Τα ενήλικα θηλυκά παρουσίασαν αυξημένη ικανότητα υπέρψυξης σε σύγκριση με τα αρσενικά. Επιπλέον, ο εγκλιματισμός σε χαμηλές θερμοκρασίες με αυξανόμενο χρόνο έκθεσης αύξησε σημαντικά την ικανότητα υπερψύξης του Cx. pipiens molestus. Στο τέταρτο κεφάλαιο της διατριβής μελετήθηκε η προσέλκυση θηλυκών ατόμων των Cx. quinquefasciatus και Cx. pipiens molestus, σε πτητικές ουσίες που συλλέχθηκαν από τρία είδη πτηνών μόνες ή σε συνδυασμό με διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Η προσέλκυση του Cx. quinquefasciatus σε πτητικές ουσίες της κότας και του θηλυκού περιστεριού, σε συνδυασμό με την παρουσία CO2 ήταν σημαντικά υψηλότερη σε σύγκριση με τον μάρτυρα. Ενώ το Cx. pipiens molestus προσελκύστηκε από τις οσμές της κότα και της καρακάξας, απωθήθηκε από τα θηλυκά περιστέρια. Παρατηρήθηκε συνεργιστική δράση μεταξύ των πτητικών ουσιών των πτηνών και του CO2 στην προσέλκυση του Cx. quinquefasciatus, ενώ η προσθήκη CO2 δεν είχε καμία επίδραση στην προσέλκυση των θηλυκών Cx. pipiens molestus. Το τελευταίο μέρος της διατριβής πραγματεύεται την ταυτοποίηση των ειδών κουνουπιών που ενδημούν στην περιοχή της Θεσσαλονίκης και την παρακολούθηση του πληθυσμού τους. Το πιο κοινό είδος ήταν το Cx. pipiens, με το Ochlerotatus caspius να ακολουθεί. Όσον αφορά στην εποχική διακύμανση των ειδών, παρατηρήθηκε ότι πρώτα εμφανίστηκαν τα είδη του γένους Ochlerotatus και Aedes, ακολούθησαν τα είδη του γένους Culex και τελευταία εμφανίστηκαν τα είδη του γένους Anopheles.

Tolypocladium cylindrosporum. [Descriptions of Fungi and Bacteria].

A description is provided for Tolypocladium cylindrosporum. Information is included on the disease caused by the organism, its transmission, geographical distribution, and hosts. HOSTS AND SUBSTRATA: Diptera: Aedes sierrensis and A. australis (Culicidae); Plecia neararctica (Bibionidae). Experimental infection of A. aegypti, A. caspius, Anopheles stephansi and Culex pipiens was successful (Soares 1982). Also found on bracken debris, Eucalyptus sp. and in soil. GEOGRAPHICAL DISTRIBUTION: Soil in Europe (Czechoslovakia, the Netherlands, UK), Nepal, Canada; Diptera in USA (California, Florida), N.Z. ; Eucalyptus sp., Australia; Picea mariana, Canada. DISEASE: Natural infections of treehole populations of A. sierrensis cause over 70% mortality. Infection of mosquito larvae occurs both through the external cuticle and the gut, mostly the midgut (Soares, 1982). The fungus multiplies in the host by mycelial growth and by forming blastospores. In some hosts encapsulation of invading hyphae occurs, the host dying only after the haemocoel is extensively invaded. Conidia are formed enteroblastically only if the infected larva is at the water surface, when a small mycelial mat is produced which sporulates actively. Adult females spread the disease from tree holes to other tree holes when laying and are themselves susceptible to the fungus (Federici et al., 1980). Experimental infection of Culex molestus[Culex pipiens form molestus] followed the same pattern, first symptoms appearing 5 days after infection, all exposed larvae being dead within 7 days (Weiser & Pillai, 1982).