يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

القياسات التقليدية للبعوض البالغ

269 مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/69556

⸱

أبريل 24, 2026

 ,  , 
1Entomology and Nematology Department, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, Gainesville

في هذه المقالة

ملخص

يوضح هذا البروتوكول طريقة لتحليل وقياس السمات الشكلية الرئيسية باستخدام برنامج تحليل الصور لتقييم لياقة البعوض.

الملخص

البعوض هو ناقل رئيسي للممرضات التي تؤثر على صحة الإنسان والحيوان. يمكن قياس الصفات الشكلية للبعوض الباحثين من تقييم تأثير العلاجات (مثل تطبيق المبيدات الحشرية، التحول الوراثي) أو العوامل البيئية (مثل الإجهاد الغذائي، تغيرات الموائل) على اللياقة. تم ربط اللياقة في أنواع البعوض بالقدرة الناقلة، وبالتالي تؤثر بشكل مباشر على خطر انتقال الممرضات المنقولة عبر الناقل. هنا، نستخدم برنامج تحليل الصور لقياس الصفات الشكلية الرئيسية للبعوض التي جمعت أثناء مراقبة البعوض كمؤشر على اللياقة.

المقدمة

تمثل اللياقة قدرة الكائن الفردي على البقاء والتكاثر داخل بيئته. في الظروف المثالية، يتضمن البحث في اللياقة تقييم التعرضات البيئية على القدرة التكاثرية الكلية. ومع ذلك، فإن قياس الخصوبة في الدراسات البيئية غالبا ما يكون صعبا، أو حتى مستحيلا، لأن عمر الأفراد في التجمعات التي تم مسحها لا يمكن التحكم بها بشكل موثوق. وبالتالي، يقيس علماء البيئة الصفات الوظيفية، بما في ذلك الصفات الشكلية والفسيولوجية والفينولوجية، التي ثبت أنها تؤثر أو تمثل لياقة الفرد 1,2. تكون هذه التقييمات ذات قيمة خاصة عندما يمكن لمقاييس اللياقة أن تؤثر على ديناميكيات السكان وإمكانية انتقال الأمراض في البعوض3.

البعوض غير الناضج مائي، وتظهر الأجناس والأنواع المختلفة تفضيلات موطنية مختلفة. على سبيل المثال، Aedes aegypti، الناقل الرئيسي لحمى الضنك حول العالم، معروف بأنه يتطور في مجموعة واسعة من الحاويات الصناعية، مثل أصص الزهور، العلب، أغطية الزجاجات، الإطارات، والمزاريب 4,5,6. من ناحية أخرى، تفضل بعض الأنواع، مثل Aedes triseriatus، وضع البيض في المواطن الطبيعية مثل حفر الأشجار7. يؤدي هذا التفاوت في المواطن التطورية إلى تعرض اليرقات لضغوط مختلفة، بما في ذلك درجة الحرارة، والافتراس، والمنافسة داخل النوع على الموارد، مما قد يؤثر على لياقة البالغين الناتجة. على سبيل المثال، بينما ترتبط درجة الحرارة البيئية إيجابيا بمعدل تطور اليرقات، فإن تغير درجة الحرارة أثناء تطور اليرقات يمكن أن يؤثر سلبا على طول عمر وخصوبة البعوض البالغ 8,9,10,11. وبالمثل، فإن ندرة الموارد أثناء النمو الناتجة عن انخفاض توفر الغذاء أو مستويات المنافسة العالية بين اليرقات يمكن أن تؤدي إلى أصغر البالغين بأعمار أقصر 12,13,14.

العديد من العوامل التي تؤثر على قدرة البعوض على تكاثر البعوض تؤثر أيضا على قدرتهم على نقل مسببات الأمراض15. العدوى المنقولة بالبعوض تفرض تكلفة لياقة، حيث يجب على ناقل البعوض تخصيص الموارد لمقاومة العدوى، والتي لم تعد متاحة لأداء وظائف أخرى 16,17,18,19. لقد ثبت أن الأفراد الأكبر حجما والأكثر لياقة يستهلكون كميات أكبر من الرحيق والدم أثناء التغذية ويحصزون الموارد بشكل أكثر فعالية من الأفراد الأصغر، مما يؤدي إلى زيادة طول العمر والخصوبة20. بالإضافة إلى ذلك، يميل هؤلاء الأفراد إلى أن يكونوا أكثر مقاومة لمسببات الأمراض 21. يمكن ملاحظة ذلك في عدة أنواع في دراسات الإجهاد الغذائي ومنافسة اليرقات. قدمت Aedes aegypti نظاما غذائيا يرقيا عالي الجودة وكمية عالية، وأظهرت معدلات انتشار وانتقال أقل لفيروس زيكا وسندربيس22,23. وبالمثل، كانت Aedes triseriatus التي نشأت على نظام غذائي محروم من التغذية أكثر عرضة لفيروس لاكروس مقارنة بنظرائها المغذيات جيدا،وتم الإبلاغ عن نمط مماثل في نموذج عدوى Anopheles gambiae-Plasmodium falciparum 25. كما ارتبط زيادة التنافس بين اليرقات بين وداخل النوع في Aedes aegypti وAedes albopictus بزيادة القابلية لفيروس الضنك26. أخيرا، أظهرت الإجهاد الحراري زيادة انتقال فيروس غرب النيل لدى أعضاء مجموعة Culex pipiens النوع 17، وانتقال الملاريا في Anopheles stephensi27.

نظرا لتأثيرات العوامل البيئية على لياقة البعوض وقدرته على المنتقلين، يحتاج الباحثون إلى النظر في لياقة المجموعات التي تتم مراقبتها خلال الدراسات البيئية. تم تحديد عدة صفات كمؤشرات على اللياقة لدى البعوض وبالتالي يمكن استخدامها في الدراسات البيئية المقارنة. أظهرت العديد من الدراسات أن طول الأجنحة يتنبأ بكل من كتلة الجسم وخصوبة14، 28، 29، 30، 31. وقد ثبت أن صفات أخرى مثل طول الساق، وطول الخرطوم، وطول الجسم، ترتبط باللياقة أيضا 32,33,34,35. تاريخيا، كانت هذه الطرق تتضمن استخدام شرائح الشبكة التناظرية وعدسات القياس. ومع ذلك، توفر برامج التقاط وتحليل الصور عالية التفاصيل فرصة للحصول على قياسات بدقة أعلى للصفات بدقة وتكرار أكبر. هنا، نستعرض منهجية تشريح وقياس الصفات الشكلية الرئيسية المستخدمة في مختبرنا للأبحاث على البعوض البري الذي جمعه كجزء من الدراسات البيئية باستخدام برامج تحليل الصور للحصول على قياسات عالية الدقة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

ملاحظة: الحشرات معفاة من اعتبارات لجنة المراجعة القانونية أو المؤسسية. لذلك، لا حاجة للموافقة لهذا النوع من الأبحاث.

1. تشريح البعوض وتصويره

  1. انقل أنثى البعوض التي جمعتها البرية إلى طبق بترى بقطر 90 مم وضعها تحت مجهر تشريح مزود بكاميرا رقمية.
    ملاحظة: يمكن استخدام هذا البروتوكول لكل من البعوض المربى في المختبر والبعوض الذي تم جمعه في البرية. يمكن استخدام أي طرق معروفة لجمع البعوض باستخدام هذه المنهجية التشريحية.
  2. قم بضبط التكبير بناء على النوع والحشرة الفردية، وركز بحيث يكون جسم البعوض بالكامل مرئيا ويشغل معظم مجال رؤية الكاميرا.
  3. باستخدام المقص الدقيق، قم بتشريح الأنسجة/الأطراف التالية (الشكل 1): الساق الخلفية اليسرى عند الكوكسا، الجناح الأيسر عند قاعدة الجوجوم، الهوائي الأيسر عند الظلام، والخرطوم عند القذرة
  4. انقل الأنسجة المفصولة إلى شريحة مثبتة بشريط لاصق مزدوج الوجه.
  5. مع إزالة الأطراف، قم بضبط بقية جسم البعوضة بحيث يكون الجانب الأيسر مرئيا. إذا لزم الأمر، قد تتم إزالة أطراف إضافية للسماح للبعوضة بالجلوس بشكل مستو مع طبق البتري. باستخدام كاميرا المجهر، التقط صورة للجانب الأيسر من البعوضة.
  6. دون تعديل التكبير أو التركيز، قم بإزالة طبق البتري الذي يحتوي على البعوضة واستبدله بالشريحة المثبتة على الأنسجة المقطوعة (قرون الاستشعار، الخرطوم، الجناح، والساق الخلفية). باستخدام كاميرا المجهر، التقط صورة للأنسجة المفصولة.
  7. دون تعديل التكبير أو التركيز، قم بإزالة الشريحة المثبتة على نسيج البعوضة، واستبدلها بشريحة المعايرة (ميكرومتر المرحلة). باستخدام كاميرا المجهر، التقط صورة لشريحة المعايرة.
    ملاحظة: يمكن أن يتم تحليل الصور الملتقطة في وقت منفصل عن التشريح.

2. قياس صفات البعوض

  1. افتح الصور التي تم جمعها أثناء تشريح البعوض في برنامج تحليل الصور الخاص بالكاميرا. إذا لم تتضمن كاميرا المجهر برنامج تحليل صور، فقد يستخدم برنامج تحليل صور مستقل مثل ImageJ.
  2. باستخدام أداة القياس في البرنامج المضبوطة على البكسلات، قس مقطعا بحجم 1 مم من مقياس المعايرة على صورة شريحة المعايرة الملتقطة. سجل عدد البكسلات لكل مليمتر (px/mm) لتكبير وتركيز هذه الصورة.
  3. يمكن الآن إجراء قياسات البعوضة. ابدأ بقياس وتسجيل طول (بالبكسل) لصدر البعوض وبطنه في الصورة الجانبية. يقاس طول الصدر كمسافة بين الجزء الأمامي من الصدر إلى الجزء الخلفي من الصدر كما يرى من الجانب. طول البطن هو المسافة من مقدمة الفم إلى الجزء الخلفي من البطن35. قد يكون من الضروري استخدام أداة قياس متعددة النقاط أو عدة قياسات منفصلة للصفات التي تحتوي على انحناء أو مفاصل.
  4. ثم قم بقياس أطراف البعوض. ابدأ بقياس أطوال (بالبكسل) للهوائي المقصوص (المسافة بين الجزء النهائي من الهوائيات وقاعدة الجزاء)، الجناح (المسافة بين الشق المحوري والحافة القمية)، الساق الخلفية (مجموع أطوال عظم الساق والعظم)، والخرطوم (المسافة بين قاعدة القمة ونهاية الشفر)32،36.
  5. اقسم قياسات البكسل للصفات المجمعة على قياس البكسل (px/mm) الذي تم الحصول عليه من صورة شريحة المعايرة للحصول على أطوال السمات بالمليمتر.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

يستخدم مختبرنا المنهجية الموصوفة في دراستين بيئيتين جاريتين تدرسان تأثيرات تجزئة الموائل على لياقة البعوض وتأثيرات العوامل الاجتماعية والاقتصادية والاجتماعية الديموغرافية على وفرة البعوض وتنوعه ولياقته. حتى الآن، تم تحليل عدة مئات من البعوض في كلتا الدراستين. فيما يلي بيانات تمثيلية من إحدى دراسات تجزئة الموائل، بما في ذلك القياسات والتحليلات.

بعد التشريح، تم تصوير جانب البعوضة وصفاته المفصولة وشريحة معايرة باستخدام مجهر AmScope SM-4 Series مع كاميرا رقمية AmS...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

توفر المنهجية الموضحة هنا وسيلة لتقييم الصفات الشكلية للبعوض كمؤشر على اللياقة. تستخدم هذه التقييمات عادة في الأبحاث البيئية على الحشرات والطيور والزواحف والنباتات 1,37,38,39,40,41. يسمح قياس السمات الشكلية الرئيسية للباحثين بإجراء دراسات بيئية مقارنة في الحقل أو في ظروف تكون فيها قياسات اللياقة المباشرة، مثل الخصوبة، تحديا.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

لا يوجد لدى المؤلفين إفصاحات أو تضارب مصالح للكشف عنها.

شكر وتقدير

وقد دعمت هذه الدراسة جزئيا برنامج البحث الداخلي التابع لوزارة الزراعة الأمريكية، المعهد الوطني للأغذية والزراعة، هاتش ريجورال #1024853. لم يتم نشر النتائج والاستنتاجات في هذا المنشور رسميا من قبل وزارة الزراعة الأمريكية ولا ينبغي تفسيرها على أنها تمثل أي قرار أو سياسة من جهة الوكالة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
طبق بتري 100 ممفيشر ساينتيفك08-748C
مجهر تشريح باستخدام كاميرا مثبتةAmScope أو ما شابهSM-4T-144S
شريط مزدوج الوجه3MNC0879005
ملقط الطرف الدقيقشركة Aven Inc.18059 الولايات المتحدة الأمريكيةالمقاس 4 أو 5، حسب التفضيل
برنامج تحليل الصورAmScope أو ما شابهSM-4T-144Sتأتي العديد من الكاميرات المثبتة على ميكروسكبي مزودة ببرامج تحليل الصور. إذا لم تتوفر أي برامج مجانية، يمكن استخدام برامج مجانية مثل ImageJ.
المقص الصغيرويكسلر للجراحةSL2000.1
شرائح المجهرفيشر ساينتيفك12-544-4
شريحة معايرة مرحلة المجهرAmScope أو ما شابهA36CALM1

المراجع

  1. Pistón, N., et al. Multidimensional ecological analyses demonstrate how interactions between functional traits shape fitness and life history strategies. J Ecol. 107 (5), 2317-2328 (2019).
  2. Laughlin, D. C., Gremer, J. R., Adler, P. B., Mitchell, R. M., Moore, M. M. The net effect of functional traits on fitness. Trends Ecol Evolut. 35 (11), 1037-1047 (2020).
  3. Chandrasegaran, K., Lahondère, C., Escobar, L. E., Vinauger, C. Linking mosquito ecology, traits, behavior, and disease transmission. Trends Parasitol. 36 (4), 393-403 (2020).
  4. Foote, R. H. Aedes aegypti (L.), the yellow fever mosquito. Its life history, bionomics, and structure. Science. 133 (3463), 1473-1474 (1961).
  5. Valença, M. A., Marteis, L. S., Steffler, L. M., Silva, A. M., Santos, R. L. C. Dynamics and characterization of Aedes aegypti (L.) (Diptera: Culicidae) key breeding sites. Neotropical Entomol. 42 (3), 311-316 (2013).
  6. Brady, O. J., Hay, S. I. The global expansion of dengue: how Aedes aegypti enabled the first pandemic arbovirus. Ann Rev Entomol. 65 (2020), 191-208 (2020).
  7. Barker, C. M., Paulson, S. L., Cantrell, S., Davis, B. S. Habitat preferences and phenology of Ochlerotatus triseriatus and Aedes albopictus (Diptera: Culicidae) in southwestern Virginia. J Med Entomol. 40 (4), 403-410 (2003).
  8. Couret, J., Dotson, E., Benedict, M. Q. Temperature, larval diet, and density effects on development rate and survival of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae). PLoS One. 9 (2), e87468(2014).
  9. Reinhold, J. M., Lazzari, C. R., Lahondère, C. Effects of the environmental temperature on Aedes aegypti and Aedes albopictus a review. Insects. 9 (4), 158(2018).
  10. Carrington, L. B., Seifert, S. N., Willits, N. H., Lambrechts, L., Scott, T. W. Large diurnal temperature fluctuations negatively influence Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) life-history traits. J Med Entomol. 50 (1), 43-51 (2013).
  11. Mordecai, E. A., et al. Thermal biology of mosquito-borne disease. Ecol Lett. 22 (10), 1690-1708 (2019).
  12. Price, D. P., Schilkey, F. D., Ulanov, A., Hansen, I. A. Small mosquitoes, large implications: crowding and starvation affects gene expression and nutrient accumulation in Aedes aegypti. Parasites Vectors. 8 (1), 252(2015).
  13. Huxley, P. J., Murray, K. A., Pawar, S., Cator, L. J. Competition and resource depletion shape the thermal response of population fitness in Aedes aegypti. Comm Biol. 5 (1), 66(2022).
  14. Briegel, H. Fecundity metabolism, and body size in Anopheles (Diptera: Culicidae), vectors of malaria. J Med Entomol. 27 (5), 839-850 (1990).
  15. Carvajal-Lago, L., Ruiz-López, M. J., Figuerola, J., Martínez-dela Puente, J. Implications of diet on mosquito life history traits and pathogen transmission. Environ Res. 195, 110893(2021).
  16. Hurd, H., Taylor, P. J., Adams, D., Underhill, A., Eggleston, P. Evaluating the costs of mosquito resistance to malaria parasites. Evolution. 59 (12), 2560-2572 (2005).
  17. Ciota, A. T., Ehrbar, D. J., Matacchiero, A. C., Van Slyke, G. A., Kramer, L. D. The evolution of virulence of West Nile virus in a mosquito vector: implications for arbovirus adaptation and evolution. BMC Evo Biol. 13 (1), 71(2013).
  18. Maciel-de-Freitas, R., Koella, J. C., Lourenço-de-Oliveira, R. Lower survival rate, longevity and fecundity of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) females orally challenged with dengue virus serotype 2. Trans Royal Soc Tropical Med Hygiene. 105 (8), 452-458 (2011).
  19. Delhaye, J., Aletti, C., Glaizot, O., Christe, P. Exposure of the mosquito vector Culex pipiens to the malaria parasite Plasmodium relictum: effect of infected blood intake on immune and antioxidant defences, fecundity and survival. Parasites Vectors. 9 (1), 616(2016).
  20. Takken, W., Klowden, M. J., Chambers, G. M. Articles: effect of body size on host seeking and blood meal utilization in Anopheles gambiae sensu stricto (Diptera: Culicidae): the disadvantage of being small. J Med Entomol. 35 (5), 639-645 (1998).
  21. Ponton, F., et al. Integrating nutrition and immunology: A new frontier. J Insect Physiol. 59 (2), 130-137 (2013).
  22. Paige, A. S., Bellamy, S. K., Alto, B. W., Dean, C. L., Yee, D. A. Linking nutrient stoichiometry to Zika virus transmission in a mosquito. Oecologia. 191 (1), 1-10 (2019).
  23. Muturi, E. J., Kim, C. H., Alto, B. W., Berenbaum, M. R., Schuler, M. A. Larval environmental stress alters Aedes aegypti competence for Sindbis virus. Trop Med Int Health. 16 (8), 955-964 (2011).
  24. Grimstad, P. R., Walker, E. D. Aedes triseriatus (Diptera: Culicidae) and La Crosse virus. IV. Nutritional deprivation of larvae affects the adult barriers to infection and transmission. J Med Entomol. 28 (3), 378-386 (1991).
  25. Vantaux, A., Ouattarra, I., Lefèvre, T., Dabiré, K. R. Effects of larvicidal and larval nutritional stresses on Anopheles gambiae development, survival and competence for Plasmodium falciparum. Parasites Vectors. 9 (1), 226(2016).
  26. Alto, B. W., Lounibos, L. P., Mores, C. N., Reiskind, M. H. Larval competition alters susceptibility of adult Aedes mosquitoes to dengue infection. Proc Royal Soc B Biol Sci. 275 (1633), 463-471 (2007).
  27. Lemos-Silva, T., De Neef, E., Valgaerts, Y., Simões, M. L. Fluctuating warm and humid conditions differentially impact immunity and development in the malaria vector Anopheles stephensi. Global Change Biol. 31 (8), e70382(2025).
  28. Koella, J. C., Lyimo, E. O. Variability in the relationship between weight and wing length of Anopheles gambiae (Diptera Culicidae). )J Med Entomol. 33 (2), 261-264 (1996).
  29. Packer, M. J., Corbet, P. S. Size variation and reproductive success of female Aedes punctor (Diptera: Culicidae). )Ecol Entomol. 14 (3), 297-309 (1989).
  30. Blackmore, M. S., Lord, C. C. The relationship between size and fecundity in Aedes albopictus. J Vector Ecol J Soc Vector Ecol. 25 (2), 212-217 (2000).
  31. Armbruster, P., Hutchinson, R. A. Pupal mass and wing length as indicators of fecundity in Aedes albopictus and Aedes geniculatus (Diptera: Culicidae). )J Med Entomol. 39 (4), 699-704 (2002).
  32. Wheeler, D., Wong, A., Ribeiro, J. M. C. Scaling of feeding and reproductive structures in the mosquito Aedes aegypti L (Diptera: Culicidae). J Kansas Entomol Soc. 66 (1), 121-124 (1993).
  33. Gunathilaka, N., Upulika, H., Udayanga, L., Amarasinghe, D. Effect of larval nutritional regimes on morphometry and vectorial capacity of Aedes aegypti for dengue transmission. BioMed Res Int. 2019 (1), 3607342(2019).
  34. Barr, J. S., et al. Temperature and age, individually and interactively, shape the size, weight, and body composition of adult female mosquitoes. J Insect Physiol. 148, 104525(2023).
  35. Yeap, H. L., Endersby, N. M., Johnson, P. H., Ritchie, S. A., Hoffmann, A. A. Body size and wing shape measurements as quality indicators of Aedes aegypti mosquitoes destined for field release. Am Soc Tropical Med Hygiene. 89 (1), 78-92 (2013).
  36. Nasci, R. S. Relationship of Wing Length to Adult Dry Weight in Several Mosquito Species (Diptera: Culicidae)). J Med Entomol. 27 (4), 716-719 (1990).
  37. Wall, R., Begon, M. Population density, phenotype and reproductive output in the grasshopper Chorthippus brunneus. Ecol Entomol. 12 (3), 331-339 (1987).
  38. Branson, D. H. Influence of individual body size on reproductive traits in melanopline grasshoppers (Orthoptera: Acrididae)). J Orthoptera Res. 17 (2), 259-263 (2008).
  39. Meza-Joya, F. L., Morgan-Richards, M., Trewick, S. A. Relationships among body size components of three flightless New Zealand grasshopper species (Orthoptera, Acrididae) and their ecological applications. J Orthoptera Res. 31 (1), 91-103 (2022).
  40. Swartz, T. M., Gleditsch, J. M., Behm, J. E. A functional trait approach reveals the effects of landscape context on ecosystem services provided by urban birds. Landscape Urban Planning. 234, 104724(2023).
  41. Patankar, S., Jambhekar, R., Suryawanshi, K. R., Nagendra, H. Which traits influence bird survival in the city. A review Land. 10 (2), 92(2021).
  42. Mondor, E. B., Messing, R. H. Direct vs. inclusive fitness in the evolution of aphid cornicle length. J Evo Biol. 20 (2), 807-812 (2007).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

القياسات المورفومترية للبعوضالسمات المورفولوجيةمراقبة البعوضتحليل الصورالقدرة الناقلةتطبيق المبيدات الحشريةالإجهاد الغذائيتغيرات الموائلتقييم اللياقةانتقال المسببات المرضية

تم نشر هذه المقالة

الفيديو قريباً

تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.