ハマダラカ
| ハマダラカ | |
|---|---|
 | |
科学的分類 | |
| 王国： | 動物界 |
| 門: | 節足動物 |
| クラス： | 昆虫類 |
| 注文： | 双翅目 |
| 家族： | カ科 |
| 属: | ハマダラカ |
| 亜属： | セリア |
| 種： | A. フネストゥス |
| 二名法名 | |
| ハマダラカ | |
ハマダラカ（Anopheles funestus）は、カ科の蚊の一種です。この種は1900年にジャイルズによって初めて記載されました。 [ 1 ]雌は家屋に引き寄せられ、主に夜間に人間を探し出して吸血します。この蚊はサハラ以南のアフリカにおける主要なマラリア媒介蚊です。 [ 2 ]ハマダラカ（Anopheles funestus）は、サハラ以南のアフリカ全域で、ヒトマラリアの強力な媒介蚊です。高い遺伝的多様性にもかかわらず、本種は大陸全体で安定した、しかし相当な個体群構造を示しています。 [ 3 ]
分布と生息地
Anopheles funestusはサハラ以南の熱帯アフリカに生息し、その分布域はセネガルからエチオピア、アンゴラ、南アフリカ、マダガスカルに広がっている。[ 4 ]繁殖は水中で行われ、沼地、湖畔、池、水田など、何らかの浮上植生のある恒久的または半恒久的な淡水域が適している。幼虫は日の当たる場所と日陰の場所の両方に生息し、植生は捕食者を減らすのに効果的であると考えられる。[ 2 ]サヘルでは、乾燥化の進行により、分布域の北限が南に約100 km (62 mi) 移動した。本種は単一種で、種複合体の一部であると考えられているが、分布域全体で異常な行動が見られる。マダガスカルの水田には生息しているが、西アフリカの水田には生息していない。南アフリカではかつては流れの速い小川で繁殖していたが、殺虫剤の使用によりほぼ駆除された。しかし、モザンビークを経由して再び南アフリカに定着すると、沼地で繁殖するようになった。[ 4 ]東アフリカの山岳地帯では標高2,000メートル（6,600フィート）までに生息しているが、森林にはほとんど生息していない。[ 4 ]
行動
メスの蚊は水面に大量の卵を産みます。幼虫期と蛹期は水中で過ごしますが、変態後、成虫は雌雄ともに水から出て花を訪れ、蜜を吸います。繁殖期に入る前に、メスの蚊は産卵に必要なタンパク質を得るために脊椎動物の血を吸います。オスは刺しません。 [ 5 ]ハマダラカ（Anopheles funestus）の成虫のメスは「人親和性」があり、他の動物よりも人間に引き寄せられます。しかし、これは必ずしも当てはまりません。セネガルでは、西部の個体群は人間の血を吸いますが、東部の個体群は他の哺乳類の血を吸います（動物親和性）。また、この蚊は「内部親和性」の行動も示しており、摂食時と休息時の両方で人間の住居内に引き寄せられます。夜間、典型的には午後10時以降、通常は真夜中から夜明けまでの間に摂食し、警戒していない状態で広範囲に分散した宿主に近づくことができる。 [ 2 ]
ベクター
ハマダラカ（Anopheles funestus）は、ヒトにマラリアを引き起こすマラリア原虫（Plasmodium）の効率的な媒介生物です。これは、ハマダラカがエンドフィリッポリック（内寄生性）およびアントロポフィリック（人親和性）の特性を持ち、成虫の寿命が比較的長いためです。[ 6 ]ハマダラカ（Anopheles funestus）は、サハラ以南のアフリカに広がる広大な分布域において、ヒトへのマラリア伝播の主要な媒介生物です。ガンビエ諸島群における他の3つの主要なマラリア媒介生物の媒介生物制御は、多くのアフリカ諸国における数百個体の全ゲノム配列解析を通じて、遺伝的多様性、個体群構造、そして殺虫剤耐性の出現と拡散に関する深い理解の恩恵を受けています。[ 3 ]
殺虫剤耐性
この種は適応力が非常に高く、多くの個体群がピレスロイド系殺虫剤への耐性を獲得し、1990年代にサハラ以南のアフリカでマラリア感染が急増した。[ 2 ] 1950年代に殺虫剤の大規模使用が始まって以来、An. funestus はその生息域の多くで急速に耐性を獲得した。[ 3 ] A. funestusは、南部および西部アフリカ、および大陸東部のウガンダのトロロ地区でDDTおよびピレスロイドに対する広範な耐性を獲得している。[ 7 ]しかし、トロロ個体群はベンジオカーブ、マラチオン、ディルドリンには完全に感受性であった。[ 7 ]
大陸全体の個体群構造をより明確にゲノム的に理解することは、殺虫剤耐性遺伝子の出現と拡散の可能性を考慮した上で、殺虫剤の戦略的使用を実施する上で極めて重要です。さらに、今後数年間で媒介生物防除のための遺伝子ドライブ放出が実施される可能性が高いため、異なる放出シナリオにおける遺伝子ドライブの拡散を予測する必要があります。これは、大陸全体にわたる個体群の連結性と、それがゲノム上でどのように変化するかについての詳細な知識がなければ不可能です。[ 3 ]
最近の研究
2017年、Bodeeと彼のチームは、2014年以降に収集された野生のAn. funestusサンプルを提供することでプロジェクトに参加するよう公募しました。彼らは、野生で捕獲された800を超える標本について約35倍のカバレッジ深度でショートリードシーケンスを実施しました。そのうち656個体は、13のアフリカ諸国[ベナン（BJ）、カメルーン（CM）、中央アフリカ共和国（CF）、コンゴ民主共和国のキンシャサ（CD-K）とオー・ウエレ（CD-H）、ガボン（GA）、ガーナの北部地域（GH-N）とアシャンティ（GH-A）、ケニアの西部州（KE-W）とニャンザ（KE-N）、マラウイ（MW）、モザンビークのカーボデルガード（MZ-C）とマプト（MZ-M）、ナイジェリア（NG）、タンザニア（TZ）、ウガンダ（UG）、およびザンビア（ZM）]と16のアフリカ諸国から1927年から1967年に収集された45の歴史的標本が展示され、すべての品質管理（QC）評価に合格しました。[ 3 ]
シーケンスリードは、ガボンで捕獲された野生個体から作成された251 Mbpの高品質染色体参照ゲノムにアラインメントされ、シーケンスに成功した各サンプルは、元の採取場所に基づいて地理的コホートに割り当てられました。静的カットオフ（sc）サイトフィルターを用いたところ、アクセス可能な1億6,200万サイトのうち7,300万サイト（45%）がシーケンスサンプル間で分離していました。シングルトンを除くと、4,900万個の一塩基多型（SNP）が2つ以上の染色体上に存在し、そのうち17.3%は2つ以上の対立遺伝子を有していました。[ 3 ]
議論
たとえガンビエ群集が今日消滅したとしても、An. funestusが効果的に駆除されるまで、マラリアはアフリカ全土で猛威を振るうでしょう。本研究で示されたAn. funestus の高い遺伝的多様性と複雑な個体群構造に関する理解を深めることで、より賢明な監視と標的を絞った媒介生物防除が実現するでしょう。赤道コホートのサンプル採取地点はガーナ・アシャンティからケニア西部まで4000km以上離れていますが、その範囲全体にわたる個体群は遺伝的につながっています。一方、南ベナンや北ガーナなど、地理的にずっと近い個体群は遺伝的に異なっています。[ 3 ]
この構造の一部は、コンゴ盆地の熱帯雨林やリフトバレーのような地理的不連続性から生じている可能性があり、一部は気候や降雨量の違いから生じている可能性があり、一部は私たちが完全に理解していない地域的な適応によるものである可能性があります。[ 3 ]
このデータセットにおける殺虫剤耐性に関する観察結果は、地域に合わせた防除戦略を検討する必要性をさらに強調しています。既知の殺虫剤耐性遺伝子を中心とした強力な選択的スイープを特定しました。これらのスイープでは、An. gambiaeだけでなく、幅広い昆虫において、同じ変異が耐性を付与し、選択を受けている傾向があります。しかし、これらの共通変異は、複数の異なるハプロタイプ背景において独立して発生することが明らかであり、 An. funestus個体群は変異に限定されていない可能性があることを示唆しています。 [ 3 ]
耐性機構の収斂進化は、これらの媒介昆虫集団の適応性を浮き彫りにし、地域的な遺伝的背景と耐性プロファイルを考慮した、個別対応型の介入の必要性を浮き彫りにしています。An . funestus の殺虫剤耐性は、収斂進化、集団間での耐性遺伝子の共有、そして空間的および時間的な選択圧の変化といった複雑な相互作用によって生じており、新たに同定された殺虫剤や代替防除戦略の開発・展開と並行して、耐性遺伝子の継続的なモニタリングが求められています。[ 3 ]
広大な地域に分布する赤道直下の個体群の近くにこれらの生態型が存在することは、An. funestus の個体群構造の複雑さを浮き彫りにしている。この複雑さと、本種の高い遺伝的多様性は、An. funestus の媒介生物防除において画一的なアプローチが効果的ではない可能性を示唆している。[ 3 ]
結果
研究者たちは、私たちのサンプルの起源となった 17 の地理的領域が、ゲノム全体の分化の程度が異なる 6 つの集団クラスターを形成していることを発見しました。これらの集団の 1 つである赤道コホートは、4,000 km 以上に広がり、7 か国の個人で構成されています。このコホートの地理的に非常に近い場所に、範囲が限定され、異なる染色体核型を持つと思われる 2 つの遺伝的に異なる生態型を発見しました。ウィンドウ主成分分析 (PCA) アプローチを使用して、ゲノム全体の構造を調査しました。このアプローチを使用して、分離逆位を特定し、すべての個体を特定の逆位核型に分類しました。また、ゲノムの他の共線的部分と比較して例外的に高いレベルの分岐を持つゲノム領域も特定しました。これらの外れ値領域の一部は、多くの昆虫種で殺虫剤耐性に役割を果たすことが知られている遺伝子を中心に、過剰なハプロタイプ共有を持つ遺伝子座を含んでいるため、明らかに殺虫剤耐性の選択によって駆動されています。 Gste2耐性アレルには少なくとも2つの独立した起源があり、1950年代にDDT耐性が出現したという報告があったにもかかわらず、本研究で使用した歴史的なサンプルには現代の集団に見られるDDT耐性アレルは含まれていないことが分かった。[ 3 ]
結論
本研究で観察されたように、アフリカ大陸全体で容易に対立遺伝子を共有する集団もあれば、地理的には明らかに近接しているものの遺伝的に異なる集団もあるなど、多様な構造は媒介生物防除の課題となっている。仮にガンビエ群が今日消滅したとしても、An. funestus が効果的に駆除されるまでは、マラリアは依然としてアフリカ全土で猛威を振るうだろう。本研究で示されたAn. funestus の高い遺伝的多様性と複雑な個体群構造についての理解を深めることは、より賢明な監視と標的を絞った媒介生物防除の基盤となるだろう。[ 3 ]
参考文献
- ^ a b Harbach, Ralph (2019年6月1日). 「Valid Species」 . Mosquito Taxonomic Inventory . 2019年6月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年6月14日閲覧。
- ^ a b c d「Anopheles (Cellia) funestus Giles, 1900」。マラリア・アトラス・プロジェクト。 2019年6月14日閲覧。
- ^ a b c d e f g h i j k l mボッデ、マリルー;ヌウェゼオビ、ヨアヒム。コルレヴィッチ、ペトラ。マクニン、アレックス。アクネ＝エラ、ウスマン。バラサ、ソニア。ガジ、マハマト。ハート、リー。カインドア、エマニュエル W. (2024-12-18)。 「アフリカマラリア媒介ハマダラカハマダラカのゲノム多様性」。bioRxiv 10.1101/2024.12.14.628470。
この記事には、 CC BY 4.0ライセンス の下で利用可能なこのソースからのテキストが組み込まれています。 - ^ a b cムシェ, ジャン; カルネヴァーレ, ピエール; マンギン, シルヴィー (2008). 『世界のマラリアの生物多様性』ジョン・リビー・ユーロテキスト. pp. 72– 74.
- ^ 「蚊のライフサイクル」。The Anti-Mosquito Site。2018年10月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2019年6月15日閲覧。
- ^カハンバ、ナジャット F.フィンダ、マーセリン。ンゴウォ、ハルファン S.ムスグパクリヤ、Betwel J.バルディーニ、フランチェスコ。コエケモア、リゼット L.ファーガソン、ヘザー M.オクム、フレドロス・O. (2022 年 6 月 2 日)。「ハマダラカハマダラカが主な媒介動物である地域におけるマラリア防除を改善するために生態学的観察を利用する。 」マラリアジャーナル。21 (1): 158.土井: 10.1186/s12936-022-04198-3。ISSN 1475-2875。PMC 9161514。PMID 35655190。
- ^ a b Morgan, John C.; Irving, Helen; Okedi, Loyce M.; Steven, Andrew; Wondji, Charles S. (2010-07-29). Rénia, Laurent (ed.). 「ウガンダ産ハマダラカ（Anopheles funestus ）個体群におけるピレスロイド耐性」 . PLoS ONE . 5 (7) e11872. Public Library of Science (PLoS). Bibcode : 2010PLoSO...511872M . doi : 10.1371 / journal.pone.0011872 . ISSN 1932-6203 . PMC 2912372. PMID 20686697 .
