Modeling the complex hatching and development of Aedes aegypti in temperate climates

VICTORIA ROMEO AZNAR; MARCELO OTERO; MARÍA SOL DE MAJO; SYLVIA FISCHER; HERNÁN GUSTAVO SOLARI

ECOLOGICAL MODELLING

ELSEVIER SCIENCE BV

Lugar: Amsterdam; Año: 2013 vol. 253 p. 44 - 55

0304-3800

Here,  we  present  and  discuss  a  compartmental  stochastic  model  for  Aedes  aegypti  conceived  as  a  math-ematical  structure  able  to  interpolate  and  extrapolate  (predict)  biological  phenomena,  and  direct  the attention  to  biological  matters  that  need  experimental  elucidation.  The  model  incorporates  weather information  in  the  form  of  daily  temperatures  and  rain  and  pays  particular  attention  to  determining factors  in  temperate  climates.  Sufficiently  large  rains  trigger  egg  hatching,  which  in  turn  leads  to  peaks in  larval  densities.  Hatching  is  inhibited  by  the  absence  of  bacteria  (Gillett  effect),  a  mechanism  of  rel-evance  during  the  winter  season  and  in  seasons  with  isolated  rains.  The  model  also  incorporates  egg hatching  independent  of  rains.  Both  egg  hatching  and  larval  development  depend  on  the  availability  of food,  which  is  modeled  as  bacteria  produced  at  rates  that  depend  on  the  temperature.  Larval  mortality and  pupation  rates  depend  on  the  larvae  to  bacteria  ratio.  The  results  of  the  model  for  egg  laying  activ-ity  were  compared  with  field  records  during  a  normal  season  and  a  drought.  Both  the  model  and  the records  indicate  that  the  egg  laying  activity  of  Ae.  aegypti  is  not  zero  during  the  drought  and  recovers quickly  when  normal  weather  is  reestablished.  We  studied  the  sensitivity  of  the  model  to  different  sets of  physiological  parameters  published  for  a  few  different  local  populations  of  this  species,  and  found  that there  is  an  important  sensitivity  to  local  characteristics  that  will  affect  some  predictions  of  the  model.We  emphasize  that  if  the  information  is  going  to  be  used  to  evaluate  control  methods,  the  life  cycle  of  the mosquito  must  be  studied  for  the  local  strain  under  the  local  environmental  conditions  (including  food).We  showed  that  the  adult  populations  produced  by  the  model  are  insensitive  to  certain  combinations  of parameters  and  that  this  insensitivity  is  related  to  the  variability  reported  for  different  strains  obtained from  closely  located  places.  When  the  model  is  considered  in  a  larger  biological  context,  it  indicates  that some  standard  procedures  performed  to  measure  the  life  cycle  of  Ae.  aegypti  in  the  laboratory  might  have a  determining  influence  in  the  results.© 2013 Elsevier B.V. All rights reserved