dc.contributor.advisor | Figuerola Borrás, Jordi | es |
dc.contributor.advisor | Gangoso de la Colina, Laura | es |
dc.contributor.advisor | Martínez de la Puente, Josué | es |
dc.creator | Díez Fernández, Alazne | es |
dc.date.accessioned | 2021-01-25T09:30:03Z | |
dc.date.available | 2021-01-25T09:30:03Z | |
dc.date.issued | 2020-11-20 | |
dc.identifier.citation | Díez Fernández, A. (2020). The role of uropygial secretion and birds body odour on their interaction with mosquitoes and parasites. (Tesis Doctoral Inédita). Universidad de Sevilla, Sevilla. | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11441/104161 | |
dc.description.abstract | Chemical signals are implied in vital proceses such as food acquisition,
reproduction, predation avoidance and interspecific interactions. In blood
sucking insects such as mosquitoes, chemical signals play a key role by allowing
the detection of their vertebrate hosts. Besides interspecific differences,
vertebrate host characteristics such as age, sex, size and infection by blood
parasites, may affect the chemical signals emitted by hosts, which may in turn
affect vector-host interactions and ultimately, the transmission dynamics of
vector-borne diseases.
Mosquitoes transmit parasites and other pathogens causing important
diseases that affect humans, wildlife, and domestic animals. This is the case of
malaria parasites, which may largely affect host population dynamics. However,
the mechanisms affecting the interactions between mosquitoes, parasites, and
vertebrate hosts are not fully understood, especially in the case of wild nonmodel
species. The aim of this thesis is to assess the role of different bird
chemical cues (uropygial gland secretions and body odour) in mosquito attraction
and the effect of host infection by avian malaria parasites on these interactions.
To deal with this important question, I used a multidisciplinary approach that
combines techniques from different research areas (e.g. molecular parasitology,
entomology, and ornithology), and data from field and laboratory experiments
under controlled conditions. As study system, I used i) two wild passerines as
vertebrate hosts, the common blackbird (Turdus merula) and the house sparrow
(Passer domesticus), ii) two species of mosquitoes, namely the common house
mosquito (Culex pipiens) and the marshland mosquito (Aedes caspius), and iii)
avian haemospodians, including mosquito-borne parasites of the genus
Plasmodium.
In order to better understand the dynamics of host-vector-pathogen
interactions, I tested the host manipulation hypothesis, which argues that
parasites may modify certain characteristics of their hosts to increase their transmission success. Thus, malaria infected birds would be more attractive to
mosquitoes than uninfected ones, thereby enhancing the contact rates between
parasites and insect vectors. However, the mechanisms underlying this
differential attraction are still unknown. I studied the potential effect of parasite
infections on the odours emitted by birds and how this may in turn affect the
interactions with mosquitoes. Secretions of the uropygial gland are considered as
one of the main sources of bird odour, so the effects of parasites on bird-vector
interactions could be driven by their effects on the composition of these
secretions. I performed different studies to determine the potential factors
affecting the composition of birds’ uropygial secretions, including parasite
infections, and subsequently, I tested the role of secretions and body odour in
mosquito attraction.
The overall composition of uropygial secretions of wild birds differed
between sexes and age classes, while this was not the case for the infection by
avian haemosporidian parasites neither the habitat type (forest vs urban areas).
Further analyses revealed the presence of the pollutant DDE in uropygial
secretions. DDE is mainly derived from the DDT used decades ago. The relative
proportion of DDE was higher in older and forest-dwelling birds, and increased
with bird´s body mass. Overall these results support the role of both intrinsic and
extrinsic factors in between-individuals variation in the composition of uropygial
gland secretions. However, these results do not provide support for the potential
effect of parasite infections on the composition of bird uropygial secretions.On the basis of the importance of the uropygial gland secretion as a
source of bird odour, I evaluated the role of this secretion in the attraction of two
species of mosquitoes with differential feeding patterns, namely the ornithophilic
Cx. pipiens and the mammophilic Ae. capius. Both species of mosquitoes were
similarly attracted to this stimulus (uropygial gland secretions + CO2) than to the
control (only CO2) in a dual choice olfactometer, suggesting that the attraction of
mosquitoes to avian hosts is not mediated by this chemical cue. Subsequently, I
tested the role of Plasmodium infection in the attraction of Cx. pipiens mosquitoes towards both uropygial secretions and bird´s body odours
(headspace). Culex pipiens were more attracted towards the headspace of
Plasmodium infected than uninfected birds, while no differences were found in
the attraction of mosquitoes when the stimulus tested was the uropygial gland
secretion. These results suggest that Plasmodium parasite modify bird body
odour increasing the attraction of mosquitoes and therefore, increasing its
capacity of transmission to new vertebrate hosts. However, these effects are not
driven by changes in the volatile fraction of the uropygial gland secretion.
In sum, this thesis provides novel evidence into the complex mechanisms
that drive the interactions between parasites, vectors, and vertebrates, and
highlights the role of chemical cues such as the odour of birds in the attraction of
mosquitoes to individuals infected by haemosporidians. These results may have
important implications for the epidemiology of Plasmodium parasites in natural
environments and open new questions for future studies on the identification of
key components of bird´s odours determining mosquito attraction. | es |
dc.description.abstract | Las señales químicas están implicadas en procesos vitales tan importantes como la búsqueda de alimento, reproducción y defensa frente a depredadores, entre otras, desempeñando, por tanto, un importante papel en las interacciones intra e interespecíficas. En insectos que se alimentan de sangre, como los mosquitos, el uso de pistas químicas resulta esencial para detectar a sus hospedadores vertebrados. Además de las diferencias existentes entre especies de hospedadores, ciertas características individuales como la edad, el sexo, el tamaño corporal y la infección por parásitos sanguíneos podrían afectar a las señales químicas que emiten, lo que a su vez podría afectar a las interacciones vector-hospedador y, en última instancia, a la dinámica de transmisión de enfermedades transmitidas por vectores.
Los mosquitos transmiten parásitos y otros patógenos causantes de importantes enfermedades que afectan a humanos y animales, tanto silvestres como domésticos. Este es el caso de los parásitos de la malaria, que pueden influir en gran medida en la dinámica de las poblaciones de sus hospedadores. Sin embargo, los mecanismos que afectan a las interacciones entre mosquitos, parásitos y hospedadores vertebrados siguen sin estar claros, especialmente en el caso de especies silvestres-no modelo. El objetivo de esta tesis es entender el papel de las diferentes pistas químicas que generan las aves (secreciones de la glándula uropigial y olor corporal) en la atracción de mosquitos, así como el efecto de la infección por parásitos de la malaria aviar del hospedador sobre estas interacciones. Para abordar esta importante pregunta, utilicé un enfoque multidisciplinar que combina diferentes áreas de investigación (p.e., parasitología molecular, entomología y ornitología), datos de campo y experimentos de laboratorio bajo condiciones controladas. Mi sistema de estudio incluye i) dos aves paseriformes silvestres como hospedadores vertebrados, el mirlo común (Turdus merula) y el gorrión común (Passer domesticus), ii) dos especies de mosquitos, el mosquito común (Culex pipiens) y el mosquito de
marismas (Aedes caspius), y iii) hemosporidios presentes en aves, incluidos los parásitos del género Plasmodium transmitidos por mosquitos.
Para comprender mejor la dinámica de las interacciones entre hospedador-vector-patógeno, evalué la hipótesis de la manipulación del hospedador, la cual propone que los parásitos modifican ciertas características de sus hospedadores para aumentar su éxito de transmisión. Por lo tanto, las aves infectadas con malaria resultarían más atractivas para los mosquitos que aquellas no infectadas, aumentando así las tasas de contacto entre parásitos e insectos vectores. Sin embargo, aún se desconocen los mecanismos que subyacen a esta atracción diferencial. Estudié el efecto potencial de la infección por parásitos sobre los olores emitidos por las aves y como esto a su vez, podría afectar a las interacciones con los mosquitos. Las secreciones de la glándula uropigial son
consideradas como una de las principales fuentes de olor de las aves, por lo que los efectos de los parásitos en las interacciones entre las aves y los vectores podrían estar mediados a través de cambios en la composición de estas secreciones. Realicé diferentes estudios para determinar los factores potenciales que afectan a la composición de las secreciones uropigiales de las aves, incluida la infección por parásitos y, posteriormente, evalué el papel de las secreciones y el olor corporal en la atracción de mosquitos.
La composición de las secreciones uropigiales de las aves silvestres difirió entre clases de edad y sexo, mientras que no hubo diferencias asociadas a la infección por parásitos hemosporidios ni al tipo de hábitat (bosque vs áreas urbanas). Análisis adicionales revelaron la presencia del contaminante DDE en las secreciones uropigiales de las aves. La degradación del DDT usado hace décadas origina DDE. La proporción relativa de DDE detectada fue mayor en aves adultas y en aquellas capturadas en bosques frente a las de ciudad, siendo superior también en aves con un mayor peso corporal. En general, estos resultados apoyan el papel de factores intrínsecos y extrínsecos en las variaciones interindividuales en la composición de las secreciones de la glándula uropigial.
Sin embargo, estos resultados no respaldan un efecto de la infección por parásitos de la malaria aviar en la composición de las secreciones de estas aves.
Teniendo en cuenta la importancia de la secreción de la glándula uropigial como fuente principal del olor en las aves, evalué el papel de esta secreción en la atracción de dos especies de mosquito con patrones de alimentación diferentes, el mosquito Cx. pipiens que se alimenta principalmente de aves y el mosquito Ae. Capius que se alimenta de mamíferos. Ambas especies de mosquitos mostraron una atracción similar hacia el estímulo (secreciones de la glándula uropigial + CO2) y el control (solo CO2) en un olfatómetro de doble elección, lo que sugiere que la atracción de los mosquitos hacia las aves no está mediada por la fracción volátil de esta secreción. Posteriormente, evalué el papel de la infección por Plasmodium en la atracción de los mosquitos Cx. pipiens hacia las secreciones uropigiales y olor corporal de las aves. Culex pipiens mostró mayor atracción hacia el olor corporal de las aves infectadas por Plasmodium que al de aves no infectadas, pero no se encontraron diferencias cuando el estímulo utilizado fue la secreción de la glándula uropigial. Estos resultados sugieren que los parásitos de la malaria aviar modifican el olor corporal de las aves, aumentando así la atracción de los mosquitos hacia aves infectadas y, por tanto, su capacidad de transmisión a nuevos hospedadores. No obstante, estos efectos no son producidos por cambios en la composición de la fracción volátil de la secreción de la glandula uropigial.
En resumen, esta tesis proporciona nuevas evidencia sobre los complejos mecanismos que rigen las interacciones entre parásitos, vectores y vertebrados, y destaca el papel de los compuestos químicos, como los que generan el olor de las aves, en la atracción de mosquitos
hacia individuos infectados por hemosporidios. Estos resultados tienen también implicaciones importantes para la comprensión de la epidemiología de los parásitos del género Plasmodium en ambientes naturales, y generan nuevas preguntas para futuras investigaciones dirigidas a la identificación de compuestos clave que conforman los olores de las aves y determinan la atracción de los mosquitos. | es |
dc.format | application/pdf | es |
dc.format.extent | 242 p. | es |
dc.language.iso | eng | es |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.title | The role of uropygial secretion and birds body odour on their interaction with mosquitoes and parasites | es |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | es |
dcterms.identifier | https://ror.org/03yxnpp24 | |
dc.type.version | info:eu-repo/semantics/publishedVersion | es |
dc.rights.accessRights | info:eu-repo/semantics/openAccess | es |
dc.contributor.affiliation | Universidad de Sevilla. Departamento de Zoología | es |
dc.publication.endPage | 228 | es |
dc.description.awardwinning | Premio Extraordinario de Doctorado US | |