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Free Content Evolutionary lability of odour-mediated host preference by the malaria vector Anopheles gambiae

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Abstract:

Summary Many species of disease-vector mosquitoes display vertebrate host specificity. Despite considerable progress in recent years in understanding the proximate and ultimate factors related to non-random host selection at the interspecific level, the basis of this selection remains only partially understood. , the main malaria vector in Africa, is considered a highly anthropophilic mosquito, and host odours have been shown to play a major role in the host-seeking process of this species. Studies on host preference of have been either conducted in controlled conditions using laboratory reared mosquitoes and worn stockings as host-related stimuli, or have been done in the field with methods that do not account for internal (e.g. age of sampled mosquitoes) and/or environmental effects. We explored differential behavioural responses to host odours between two populations of the same sibling species, in semi-field conditions in Burkina Faso. The behavioural responses (i.e. degree of activation and strength of anemotaxis) were investigated using a Y-olfactometer designed to accommodate whole hosts as a source of odour stimuli. Two strains of (3 to 4-day-old female) from laboratory Kisumu strain, and from field-collected individuals were confronted to combinations of stimuli comprising calf odour, human odour and outdoor air. In dual-choice tests, field mosquitoes chose human odour over calf odour, outdoor air over calf odour and responded equally to human and outdoor air, while laboratory mosquitoes responded equally to human and calf odour, human odour over outdoor air and calf odour over outdoor air. Overall, no effect of CO exhaled by humans and calves neither on the proportion of activated mosquitoes nor on the relative attractiveness to odour stimuli was found. We report for the first time an intraspecific variation in host-odour responses. This study clearly suggests that there may be genetic polymorphism underlying host preference and emphasizes that the highly anthropophilic label given to must be carefully interpreted and refer to populations rather than the whole sibling species.

French
Beaucoup d’espèces de moustiques vecteurs de maladie affichent une spécificité pour l’hôte vertébré. Malgré les progrès considérables accomplis au cours des dernières années dans la compréhension des facteurs proximaux et ultimes liés à la sélection non aléatoire au niveau interspécifique, la base de cette sélection ne reste que partiellement comprise. Anopheles gambiae sensu stricto, le principal vecteur de la malaria en Afrique, est considéré comme un moustique très anthropophilique et les odeurs des hôtes ont été démontrées comme jouant un rôle majeur dans le processus de la recherche d’hôte par cette espèce. Les études de la préférence d’hôte de l’An. gambiae ont été menées soit en conditions contrôlées sur des moustiques élevés au laboratoire et le port de bas comme stimuli relatifs à l’hôte ou ont été réalisées sur le terrain avec des méthodes qui ne tiennent pas compte des effets internes (e.g. l’âge de l’échantillon de moustiques) et/ou de l’environnement. Nous avons exploré les réactions comportementales différentielles aux odeurs des hôtes dans deux populations sœurs de la même espèce An. gambiae dans des conditions semi-terrain au Burkina-Faso. Les réponses comportementales (i.e. le degré d’activation et la force d’anemotaxis) ont étéétudiées en utilisant un nouveau olfactomètre-Y conçu pour contenir l’ensemble de l’hôte comme source de stimuli d’odeur. Deux souches d’Anopheles gambiae (femelles âgées de 3-4 jours) appartenant à la souche de laboratoire de Kisumu et à celle d’individus collectés sur le terrain ont été confrontées à des combinaisons de stimuli comprenant une odeur de veau, d’homme et de l’air extérieur. Dans des tests à choix double, les moustiques de terrain choisirent l’odeur de l’homme plutôt que celle de veau, l’odeur de l’air extérieur plutôt que celle de veau et ont répondu de façon équivalente à l’odeur d’homme et à celle de l’air extérieur, tandis que les moustiques de laboratoire ont répondu de façon équivalente à l’odeur d’homme et à celle de veau, à l’odeur d’homme plutôt qu’à celle de l’air extérieur et à l’odeur de veau plutôt qu’à celle du plein air l’air. En général, il n’y avait pas d’effet du CO2 expiré par les humains et par les veaux ni sur la proportion de moustiques activés ni sur l’attrait relatif à l’odeur des stimuli. Nous rapportons pour la première fois une variation intra spécifique dans les réponses à l’odeur de l’hôte. Cette étude suggère clairement qu’il y aurait un polymorphisme génétique sous-jacent pour la préférence d’hôte et souligne que la très anthropophilic étiquette donnée àAn. gambiae s.s. devrait être interprétée avec prudence et réfère à des populations plutôt qu’à l’ensemble des espèces soeurs.

Keywords: Anopheles gambiae; anthropophilique; anthropophily; antropofilia; carbon dioxide; dioxyde de carbone; dióxido de carbono; host preference; intraspecific variations; olfaction; olfato; preferencia de huéspedes; préférence d’hôte; variaciones intraespecíficas; variations intra spécifiques

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3156.2009.02206.x

Affiliations: 1:  Génétique et Evolution des Maladies Infectieuses, UMR CNRS/IRD 2724, Montpellier, France 2:  Centre Muraz/Institut de Recherche en Sciences de la Santé, Bobo-Dioulasso, Burkina Faso 3:  Population Biology & Control of Insect Disease Vectors, UR IRS 016 Montpellier, France

Publication date: February 1, 2009

bsc/tmih/2009/00000014/00000002/art00016
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