蚊の駆除努力が幼虫に成長する余地を与えることもある。

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蚊の駆除努力が幼虫に成長する余地を与えることもある。
https://entomologytoday.org/2023/11/20/mosquito-control-larval-density-more-room-grow/


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2週間前

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容器内の薄茶色の水面に逆さまにぶら下がっている数匹の蚊の幼虫のクローズアップ写真。幼虫はそれぞれ灰色がかった色で、頭と尾の先が茶色い。
蚊の幼虫で混雑した水の容器では、幼虫の一部だけを殺すと、成虫の蚊が他の方法よりも多く出現することがある。容器内で繁殖する3種の蚊に関する新たな研究では、幼虫の密度の変化と蚊の生存率との間の複雑なダイナミクスが詳述され、蚊の駆除処置の最適なタイミングに関する洞察が得られた。(写真:Steven A. Juliano, Ph.D.)

クリスティナ・M・マッキンタイア博士、スティーブン・A・ジュリアーノ博士による。

イエネコ属の蚊の中でも、幼虫が小さな水をためる容器で発育する種(「容器イエネコ」と呼ばれる)は、デング熱、黄熱病、ジカ熱、チクングニア、ウイルス性脳炎など、ヒトのウイルス性疾患の最も重要な媒介蚊のひとつである。産卵や幼虫の発育に適した生息地は、樹木の自然な腐葉土の穴から、廃タイヤやプラスチック容器、墓地の花瓶、水を溜める容器など人間が作ったものまで多岐にわたる。このような容器は家や職場の近くによくあり、その結果、人々が刺されたイエネコの集団にさらされることになる。

左上は白い陶器の花瓶の俯瞰図で、中には黒く汚れた水が溜まっている。右上はタイヤでいっぱいの廃品置き場で、手前から40ヤードほど離れたところにトラクター・トレーラーが何台も並んでいる。左下は木の幹の根元近くにある穴で、汚れた水が溜まって空洞になっている。水面下には小さな蚊の幼虫が薄茶色の細い筋となって見える。
アカイエカ属の蚊のうち、いくつかの種が産卵や幼虫の発育に好んで使用するのは、水を満たした小さな容器で、自然なものから人間が作ったものまである。このような容器は家や職場の近くによくあり、その結果、人を刺すイエネコの集団にさらされることになる。例えば、タイヤ内の水のクローズアップ写真(右下)では、水面に溺れたハエが見え、その下に蚊の幼虫が見える。(左上と右下の写真はSteven A. Juliano, Ph.D.、右上と左下の写真はKristina M. McIntire, Ph.D.による。)

これらの病気のほとんどに対して広く利用可能なワクチンはないため、病気の感染を防ぐ、あるいは抑えるには、主に蚊の駆除に頼ることになる。防除活動の成功は、特に防除活動によって対象となる蚊の幼虫を100%駆除できない場合に、対象となる種の個体群がどのように反応するかを理解することにかかっている。このような複雑で時に直感に反するダイナミクスを理解することは、生態学の分野だけでなく、公衆衛生にとっても極めて重要である。

横軸に「幼虫密度」、縦軸に「生存者数」をとったグラフ。3色の線が原点からほぼ45度の角度で右上に伸びている。それらは垂直の点線で分岐しており、横軸の下に "Resulting new density "と表示されている。さらに右には、"この密度で外在的死亡率を課す "と書かれた垂直の点線がある。小さな矢印は、後者の点線ラベルから前者の点線ラベルに向かって左方向を指している。赤線は45度の角度で上向きに続き、「加算」とラベルが貼られている。最初の点線と交差するところは数字の1のボックスになっている。青い線は最初の点線で水平になり、「補償的」と表示される。黒線は最初の点線で下向きに傾斜し、「過補償性」と表示され、最初の点線と交差するところは数字の3のボックスである。
初期幼虫密度と生存者数の間には3つの潜在的関係が存在し、高密度の個体群に外因的死亡を課すと、その密度は新たにより低い個体群密度まで低下する。相加的(赤): 加法的(赤):死亡率を課すと、死亡率を課さない場合に比べて生存者数が少なくなる(点1)。補償的(青): 補償的(青):死亡率を課すと、死亡率を課さない場合と比較して、生存者数が同じになる。過剰補償型(黒): 死亡率を課すと、死亡率を課さない場合に比べて、点3で示すように生存者数が多くなる(図はEvans et al 2023, Insectsに掲載されたもの)。

ケース・イン・ポイント: 幼虫の密度、つまり容器内にどれだけの蚊の幼虫が存在し、互いに競合しているかは、幼虫の生存率や成虫になるまでの出現率に影響する。実際、幼虫の密度が低下すると、出現する成虫の数が増加する場合もある。

スティーブンが参加した最近の研究は、2022年末に『Insects』誌に発表され、イエネコの種や個体群が混雑に対する幼虫の感受性に差があることを示す野外研究を報告している。いくつかのケースでは、生存成虫数は幼虫密度が中程度でピークに達し、その後幼虫密度が高くなると減少した。また、生存成虫数が上限に達し、幼虫密度が増加しても変化しない場合もあった。また、密度が高くなるにつれて生存成虫数が増加し続けるケースもあった。

このような感受性の違いから、蚊の防除努力による幼虫密度の減少によって生じる個体群の反応も、種や個体群、場所によって異なる可能性が高いことが示唆される。防除努力によって混雑した個体群の幼虫密度が低下した場合、生存反応の違いによって、成虫の生産量が変化しない(補償と呼ばれる)か、あるいは密度を低下させない場合と比較して成虫の生産量が実際に増加する(過剰補償と呼ばれる)という逆効果の結果を招く可能性がある。

実験室での研究では、密度減少に対する種の反応を別々の実験で検証しているが、異なる種を同じ条件下で比較することは稀であった。9月にJournal of Medical Entomology誌で発表された、イリノイ州立大学の学部生と行なった研究では、孵化後の異なる時期に幼虫の48.8%を実験的に除去した場合のイエネズミ、イエネズミ・アルボピクタス、イエネズミ・トリセリアスの個体群の反応を比較した。

この研究では、単一種群の孵化開始幼虫密度を水400ミリリットル中250匹に標準化した。発育中のイエネコ幼虫の餌となる微生物増殖のための基質として、オークの葉くずと昆虫の死骸(自然界の容器に見られる典型的なもの)の形をしたデトリタスを加えた。孵化から2日後、6日後、8日後に、122頭の幼虫を無作為に選び、いくつかの容器(密度減少実験)から取り出し、他の容器(対照実験)からは幼虫を取り除かなかった。成虫が出現したら、各容器から数え、雌雄を判定し、孵化から成虫になるまでの時間を記録し、成虫の大きさを定量化するために雌の翅を測定した。

金属製トレイの上に、中褐色の水と枯葉で満たされた5つの白いカップが4列並んで置かれている。孵化後の異なる時期に幼虫を実験的に除去した場合の3種の蚊の個体数反応を描いた3つのグラフのセット。上段のグラフは青の濃淡の棒グラフで、Aedes aegypti、中段のグラフはオレンジの濃淡の棒グラフで、Aedes albpocitus、下段のグラフはグレーの濃淡の棒グラフで、Aedes triseriatusと表示されている。横軸は "Sexes "で、左が "All"、中央が "Female"、右が "Males"。縦軸は "成虫数±SE"。
幼虫密度減少により、試験コンテナでの成虫生産は対照と比較して有意に増加したが、その反応の詳細は3種で異なっていた。Ae.albopictusとAe.triseriatusはともに幼虫を発生初期(2日目)に除去した場合、より多くの成虫を生産したが、Ae.albopictusの増加は主に雄の生産が多かったためであり、Ae.triseriatusの増加は雌の生産が多かったためであった。イエネコの成虫生産は幼虫密度の減少に大きな影響を受けなかった。驚くべきことに、いずれの処理も成虫の生産量を有意に減少させることはなかった。さらに、イエネコでは幼虫を8日目に除去した場合、雌雄ともに発育期間が有意に短くなり、世代期間が短縮した可能性が示された。幼虫密度の減少による雌の翅長への影響は見られなかった。

これらの結果は2つの関連した理由から重要である:

第一に、集団内のイエネコ幼虫の50%までを駆除しても、咬む成虫の数を減らすことはできない。したがって、これらの種の防除を成功させるには、少なくともコンテナが大量にコロニーを形成し、幼虫が密集しているような状況(我々の実験ではそうだった)では、幼虫集団の非常に高い割合を殺す必要があるようだ。
第二に、これらの異なるイエネコ種が蚊の防除努力に一様に反応すると仮定することはできない。しかし、種間の生存パターンから、防除対策は幼虫の密度が低い時期、例えば蚊の数が増える前の活動期の初期をターゲットにするのが最も効果的であることが示唆される。
蚊の成虫が人間の皮膚に寄生し、口吻が皮膚を突き破って餌を食べている様子を2分割した画像。左の蚊はほぼ全身が黒い。右の蚊は黒色で、頭部と胸部の中央に白い縞が縦に走り、脚にも白い縞がある。
蚊の幼虫が密集している水の容器では、幼虫の一部だけを殺すと、成虫の蚊が他の方法よりも多く出現することがある。容器内で繁殖する3種の蚊(うち2種は成虫)を対象とした新たな研究では、幼虫の密度の変化と蚊の生存率との間の複雑なダイナミクスが詳細に解明され、蚊の駆除処置の最適なタイミングについての洞察が得られた。(写真:Banugopan Kesavaraju)

補償や過剰補償という逆効果の結果は、負の密度依存生存率(すなわち、高密度になると生存率が低くなる)と、蚊の防除によって生じる可能性のある密度減少の組み合わせから生じる可能性がある。したがって、これらの結果から、幼虫間の密度依存的な競争の作用後、幼虫の後期に死亡を引き起こすような蚊の防除アプローチが望ましいと思われる。地域の対象個体群や幼虫密度に対する反応を詳細に予備調査することは、蚊の防除効果を向上させるのに役立つかもしれない。

続きを読む
「外来死滅のタイミングに対する3種の容器入りイエネコ(Diptera: Culicidae)幼虫の異なる人口学的反応"

医学昆虫学雑誌

「野外における生存率と幼虫密度の関係およびコンテナに棲息するイエネコ防除への影響

昆虫

Kristina M. McIntire, Ph.D.はミシガン大学生態進化生物学部の博士研究員で、イリノイ州立大学で生物学の学士号と博士号を取得。Eメール:kris.m.mcintire@gmail.com。イリノイ州立大学生物科学部名誉教授。電子メール:sajulian@ilstu.edu。

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イエネコ, イエネコ, イエネコ・アルボピクタス, イエネコ・トリセリウス, 容器, Journal of Medical Entomology, クリスティーナ・マッキンタイア, 幼虫密度, 蚊の管理, 蚊, スティーブン・ジュリアーノ, 媒介性疾患
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