No description available.

No description available.

No description available.

Mosquitoes are considered to be the deadliest animals in the world due to the diseases they spread. Naturally, most research centers around anthropophilic disease vector mosquitoes such as Aedes aegypti or Anopheles gambiae. However, mosquitoes can feed on, and pose a threat to, more than humans. In fact, mosquitoes can specialize in feeding on a wide variety of hosts, including ectotherms such as amphibians and reptiles. Culex territans is a mosquito that feeds primarily on amphibians and reptiles and is known to transmit parasites to its hosts. However, little else is known about this mosquito. This work dives into the biology, physiology, and vector potential of this mosquito species to provide critical insights into understanding the evolution of feeding on endotherms as well as the importance of Cx. territans to amphibian health. The first study investigates activity patterns and feeding behaviors as well as the potential cues that may attract this mosquito to its hosts. We also compare transcriptomics and anatomy of the heads of three Culex species. The second study compares three Culex species' thermopreference and host-seeking to understand the effects of the differences of geographical distribution and preferred hosts. The last three studies determine the presence of ranaviruses, giant anuran trypanosomes, and the fungus Batrachochytrium dendrobatidis at Mountain Lake Biological Station and explore the potential role of Cx. territans in transmitting these pathogens. Overall, this work provides insights into the biology of Cx. territans and the implications it may have for understanding endotherm-feeding mosquitoes and amphibian disease epidemiology. / Doctor of Philosophy / We are all familiar with the annoying buzzing sound and itching bite of a mosquito. But mosquitoes are more than irritating: they are considered the deadliest animal in the world because of their ability to spread deadly diseases such as malaria and yellow fever to humans. However, not all mosquitoes bite humans. In fact, mosquitoes can feed on the blood of just about any animal, including worms. This work focuses on Culex territans, the northern frog-biting mosquito, which feeds mostly on the blood of amphibians, like frogs and toads. This fascinating mosquito species is present around the world, living in freshwater ponds alongside frogs, but we know very little about it. For example, how does a frog-biting mosquito find a frog host to bite? Once the mosquito bites, how is it able to feed on cold, thick blood through a tiny straw that makes up its mouthparts? While it is feeding, is it spreading diseases that could harm the frog? Because amphibians are experiencing extinctions worldwide, it is important to know if mosquitoes could be involved in their demise. These questions inspired this work to better understand the biology of Cx. territans and to shed light on the biology of other disease-spreading mosquitoes.

Como em outros mosquitos, os trofócitos do corpo gorduroso de Cx. quinquefasciatus sintetizam vitelogenina (Vg), principal proteína armazenada pelo ovócito, formada por duas subunidades de 200 e 86 kDa. A ultraestrutura dos trofócitos revela o rápido desenvolvimento da maquinaria biossintética após a alimentação com sangue (aa) e a consecutiva degradação após as 48 h aa. Antes do repasto (AR), um conjunto de células indiferenciadas, limitado pelo epitélio folicular, conforma os folículos ovarianos. Após AR, o ovócito se destaca pelo acúmulo de lipídeos e Vg. O receptor de vitelogenina é encontrado somente nos ovários e análise por PCR em tempos mostrou aumento dos transcritos nos primeiros cinco dias após emersão e nas primeiras 48 h aa, durante a vitelogênese. O perfil transcricional de Vg mostrou um pico no terceiro dia de vida adulta e ao final do processo ovogênico / As in other mosquitoes, fat body trophocytes of Cx. quinquefasciatus synthesize vitellogenin (Vg), the major yolk protein stored by the oocyte, formed by two subunits of 200 and 86 kDa. The trophocytes ultrastructure reveals the rapid development of the biosynthetic machinery and the consecutive degradation around 48 h post blood meal (PBM). Before blood meal, a set of undifferentiated cells limited by follicular epithelium, conform the ovarian follicles. After blood meal, the oocyte is remarkable by accumulation of lipid inclusions and yolk granules. Vitellogenin receptors (rVitCx), are localized exclusively in the ovaries and real time PCR showed transcripts increase at the first five days after emergence (AE), and at the first 48 h PBM, during oogenesis. Vg transcripts profile showed a peak on the third day AE and at the end of the vitellogenic process

Entre os múltiplos grupos que compõem as Seções Spissipes e Melanoconion do subgênero Melanoconion de Culex, Atratus e Educator apresentam espécies que estão envolvidas na transmissão de arbovírus ao ser humano e animais em ambientes rurais e silvestres. Porém, esses grupos exibem grande dificuldade na identificação das espécies, seja devido à grande semelhança morfológica entre seus representantes ou à falta de chaves de identificação atualizadas. Diante disso, objetivou-se realizar a revisão taxonômica das espécies pertencentes aos Grupos Atratus e Educator da Seção Melanoconion de Culex (Melanoconion). Para isso, foi realizado o estudo morfológico detalhado das diversas fases de desenvolvimento dos espécimes de interesse, verificada a existência de espécies a serem nomeadas e/ou espécies válidas colocadas na sinonímia de outras. Como resultado do estudo morfológico das espécies do Grupo Atratus, foram redefinidas oito espécies. Destas, duas foram validadas, pois estavam na sinonímia de outras e seis espécies desconhecidas da ciência foram descritas e serão formalmente nomeadas. Para o Grupo Educator, oito espécies foram descritas, sendo uma removida da sinonímia e três espécies desconhecidas da ciência foram descritas e serão formalmente nomeadas. Chaves de identificação ilustradas, com caracteres usados para o reconhecimento das espécies, foram elaboradas para todas as formas de desenvolvimento das espécies de ambos os grupos. Foram construídos mapas de distribuição geográfica das espécies, foram atualizados dados bionômicos, elaboradas ilustrações e pranchas fotográficas para comparação de estruturas morfológicas externas das formas imaturas, adultos e genitália masculina. / Among the multiple groups that compose the Spissipes and Melanoconion Sections of the subgenus Melanoconion of Culex, the Atratus and Educator Groups present species that are involved in the transmission of arboviruses to man and animals in rural and wild environments. However, these groups present great difficulty in identifying the species, either because of the great morphological similarity between their representatives or the lack of updated identification keys. The aim of this study was to carry out a taxonomic review of the species belonging to the Atratus and Educator Groups of the Melanoconion Section of Culex (Melanoconion). Therefore, a detailed morphological study of the several stages of development of the specimens of interest was carried out, verifying the existence of species to be named and/or valid species placed in the synonymy of others. As a result of the morphological study of the Atratus Group species, eight species were redefined. Of these, two were resurrected from the synonymy of others and six species unknown to science were described and will be formally named. For the Educator Group, eight species have been described, one being removed from the synonymy and three species unknown to science have been described and will be formally named. Illustrated identification keys, with characters used for species recognition, have been created for all forms of development of species in both Groups. Geographic distribution maps of the species were created, illustrations and photographic plates for comparison of external morphological structures of the immatures forms, adults and male genitalia were provided, and bionomic data were updated.

Introduçaõ - Algumas espécies de Culex (Melanoconion) são consideradas vetores de vírus do complexo da Encefalite Equina Venezuelana e do Vírus do Nilo Ocidental. O subgênero Melanoconion é considerado grupo taxonômico diverso, amplamente distribuído nos países do continente americano, com exceção do Chile e Canadá. A diferenciação das espécies implica grande dificuldade taxonômica, dependendo de estudos dos caracteres morfológicos da genitália dos machos. Contudo o estudo da genitália masculina demanda destreza na dissecção das respectivas estruturas. A classificação atual do subgênero inclui 160 espécies distribuídas em dois grupos principais, a Seção Melanoconion e a Seção Spissipes. Estas seções estão subdivididas em agrupamentos não formais que foram propostos de maneira a englobar as espécies morfologicamente semelhantes, em especial por caracteres da genitália masculina. Objetivos - Investigar as relações filogenéticas entre as espécies do subgênero, e testar a classificação atual proposta por Sirivanakarn (1983). O estudo avaliou o monofiletismo das seções Melanoconion e Spissipes, e de alguns agrupamentos incluídos em cada uma. Métodos - A partir de amostra composta por 106 espécimes do subgênero (46 espécies) e empregando fragmentos de dois genes nucleares de cópia única (CAD, HB), e do gene mitocondrial (COI), foram propostas hipóteses sobre relações filogenéticas. As análises filogenéticas empregaram os métodos estatísticos de Máxima Verossimilhança e de análise Bayesiana. Resultados e Discussão - Apresenta-se a primeira hipótese filogenética de espécies do subgênero Melanoconion baseada informações de três genes. Os resultados obtidos corroboram o monofiletismo das duas seções. As espécies incluídas na Seção Spissipes estão subdivididas em grupos que refletem a história evolutiva e, portanto, correspondem a grupos naturais que compartilham ancestral comum. Portanto, propomos a revalidação do subgênero Helcoporpa Dyar transferindo para ele todas as espécies até agora incluídas na Seção Sipissipes, com exceção do Culex nicaroensis. Por outro lado, a Seção Melanoconion é formada por grupos monofiléticos e outros grupos polifiléticos ou parafiléticos. Este fato sugere que serão necessários rearranjos taxonômicos na Seção Melanoconion, além de estudos mais abrangentes tanto em relação à amostra de espécies como outros genes. Os resultados aqui descritos mostram que o gene COI pode ser utilizado como ferramenta complementar para facilitar a identificação taxonômica das espécies de Melanoconion. Adicionalmente, os genes nucleares, quando analisados em conjunto, proporcionaram informação suficiente na diferenciação de seções, grupos não formais e espécies do subgênero. O uso dos três marcadores moleculares é recomendado para estudo da filogenia de Culex (Melanoconion). Este estudo contribui com informação nova e útil para melhor compreender a classificação de Melanoconion e auxiliar na identificação das espécies. / Introduction - Some of the species of Culex (Melanoconion) Theobald are recognized as vectors of arboviruses such as Venezuelan Equine Encephalitis Virus complex and West Nile Virus. Melanoconion is considered taxonomically diverse and widely distributed in the Americas, with the exception of Chile and Canada. The species of this subgenus pose a real taxonomical challenge as the identification based on morphological traits focuses mainly on the male genitalia that require well-trained skills for dissection of the structures. The current classification of the subgenus recognizes 160 species divided in two major groups, Melanoconion Section and Spissipes Section. Each one of these sections are further divided into non-formal groupings proposed to include morphologically similar species, mainly based on male genitalia characters. Research objectives - To investigate phylogenetic relationships between species of the subgenus Melanoconion of Culex by testing the current classification by Sirivanakarn (1983). We intended to evaluate the monophyly of the two major sections of the subgenus and some of the non-formal groups included in each section. Methods - Our sample taxa included 106 specimens of Melanoconion (46 species), from which we used fragments of two single-copy nuclear genes (CAD, HB) and the mitochondrial gene COI. We raised phylogenetic hypotheses about the subgenus Melanoconion based on analyses that used statistical methods such as Maximum likelihood and Bayesian inference. Results and Discussion - We present the first molecular phylogeny of Melanoconion based on information provided by three genes. The obtained phylogenetic trees strongly support that both sections, Melanoconion and Spissipes, are monophyletic groups. Furthermore the Spissipes Section showed phylogenetic lineages consistent with morphological classification. Thus we strongly recommend the resurrection of subgenus Helcoporpa Dyar to include species until now considered as Spissipes Section, with the exception of Culex nicaroensis. As for the Melanoconion Section, several non-formal groupings corresponded to polyphyletic or paraphyletic groups, with only a few having monophyletic origins. This fact suggests that future taxonomic rearrangements should be consider for Melanoconion Section, as well as a wider sampling of species and molecular markers. Our results confirmed the use of COI gene as a complementary tool for taxonomical identifications. Additionally, the performance of nuclear genes, when analyzed together, was highly informative, showing resolution between the two sections and also for species level. As for tools to infer phylogeny, our data are in agreement with the use of multi loci approach, in order to propose a phylogenetic hypothesis. Our results contribute with new information that improves the classification of subgenus Melanoconion and provides useful data to help with the identification tasks.

Apesar de Culex quinquefasciatus ser um eficiente vetor de doenças tais como a filariose linfática, febre do Nilo Ocidental e outras várias neuroviroses, poucas pesquisas sobre sua fisiologia têm sido conduzidas. Como em todos os animais ovíparos, o desenvolvimento embrionário dos mosquitos depende da degradação dos nutrientes armazenados no ovo, sendo a catepsina B uma protease que tem sido identificada e caracterizada em vários insetos como envolvida nesta função. Neste trabalho identificamos, por espectrometria de massas, duas catepsinas B de Culex quinquefasciatus, parcialmente purificadas por autoproteólise de extrato total de ovos. Segundo a anotação de suas sequências no banco de dados específico para vetores, o VectorBase, elas são enzimas parálogas e suas sequências apresentam 77% de homologia. Denominadas neste trabalho como CatB1 e CatB2, ambas são expressas simultaneamente no corpo gorduroso de todas as fêmeas vitelogênicas de nossa colônia e sua atividade pode ser detectada nos ovários vitelogênicos, sugerindo sua origem materna. A transcrição de ambas as enzimas se inicia após o repasto sanguíneo (ARS), alcançando o pico de expressão às 36 h ARS, de forma bastante semelhante à da vitelogenina. / Despite Culex quinquefasciatus be an efficient vector of diseases such as lymphatic filariasis, West Nile fever and other various neurotrophic viruses, little research on its physiology have been conducted. As in all oviparous animals, embryonic development of mosquitoes depends on the degradation of the nutrients stored in the egg. Cathepsin B is a protease that has been identified and characterized in a number of insects as involved in this function. In this work we have identified, by mass spectrometry, two cathepsins B of Culex quinquefasciatus, partially purified by self-proteolysis of total egg extract. According to the annotation of their sequences in the specific vector database, the VectorBase, they are paralogue enzymes and their sequences have 77% homology. Named in this work as CatB1 and CatB2, both are expressed simultaneously in the fat body of all vitellogenic females of our colony and its activity can be detected in vitellogenic ovaries, suggesting a maternal origin. The transcription of both enzymes starts post blood meal (PBM), reaching their peak of expression at 36 h PBM, quite similar to vitellogenin.

Introduçaõ - Algumas espécies de Culex (Melanoconion) são consideradas vetores de vírus do complexo da Encefalite Equina Venezuelana e do Vírus do Nilo Ocidental. O subgênero Melanoconion é considerado grupo taxonômico diverso, amplamente distribuído nos países do continente americano, com exceção do Chile e Canadá. A diferenciação das espécies implica grande dificuldade taxonômica, dependendo de estudos dos caracteres morfológicos da genitália dos machos. Contudo o estudo da genitália masculina demanda destreza na dissecção das respectivas estruturas. A classificação atual do subgênero inclui 160 espécies distribuídas em dois grupos principais, a Seção Melanoconion e a Seção Spissipes. Estas seções estão subdivididas em agrupamentos não formais que foram propostos de maneira a englobar as espécies morfologicamente semelhantes, em especial por caracteres da genitália masculina. Objetivos - Investigar as relações filogenéticas entre as espécies do subgênero, e testar a classificação atual proposta por Sirivanakarn (1983). O estudo avaliou o monofiletismo das seções Melanoconion e Spissipes, e de alguns agrupamentos incluídos em cada uma. Métodos - A partir de amostra composta por 106 espécimes do subgênero (46 espécies) e empregando fragmentos de dois genes nucleares de cópia única (CAD, HB), e do gene mitocondrial (COI), foram propostas hipóteses sobre relações filogenéticas. As análises filogenéticas empregaram os métodos estatísticos de Máxima Verossimilhança e de análise Bayesiana. Resultados e Discussão - Apresenta-se a primeira hipótese filogenética de espécies do subgênero Melanoconion baseada informações de três genes. Os resultados obtidos corroboram o monofiletismo das duas seções. As espécies incluídas na Seção Spissipes estão subdivididas em grupos que refletem a história evolutiva e, portanto, correspondem a grupos naturais que compartilham ancestral comum. Portanto, propomos a revalidação do subgênero Helcoporpa Dyar transferindo para ele todas as espécies até agora incluídas na Seção Sipissipes, com exceção do Culex nicaroensis. Por outro lado, a Seção Melanoconion é formada por grupos monofiléticos e outros grupos polifiléticos ou parafiléticos. Este fato sugere que serão necessários rearranjos taxonômicos na Seção Melanoconion, além de estudos mais abrangentes tanto em relação à amostra de espécies como outros genes. Os resultados aqui descritos mostram que o gene COI pode ser utilizado como ferramenta complementar para facilitar a identificação taxonômica das espécies de Melanoconion. Adicionalmente, os genes nucleares, quando analisados em conjunto, proporcionaram informação suficiente na diferenciação de seções, grupos não formais e espécies do subgênero. O uso dos três marcadores moleculares é recomendado para estudo da filogenia de Culex (Melanoconion). Este estudo contribui com informação nova e útil para melhor compreender a classificação de Melanoconion e auxiliar na identificação das espécies. / Introduction - Some of the species of Culex (Melanoconion) Theobald are recognized as vectors of arboviruses such as Venezuelan Equine Encephalitis Virus complex and West Nile Virus. Melanoconion is considered taxonomically diverse and widely distributed in the Americas, with the exception of Chile and Canada. The species of this subgenus pose a real taxonomical challenge as the identification based on morphological traits focuses mainly on the male genitalia that require well-trained skills for dissection of the structures. The current classification of the subgenus recognizes 160 species divided in two major groups, Melanoconion Section and Spissipes Section. Each one of these sections are further divided into non-formal groupings proposed to include morphologically similar species, mainly based on male genitalia characters. Research objectives - To investigate phylogenetic relationships between species of the subgenus Melanoconion of Culex by testing the current classification by Sirivanakarn (1983). We intended to evaluate the monophyly of the two major sections of the subgenus and some of the non-formal groups included in each section. Methods - Our sample taxa included 106 specimens of Melanoconion (46 species), from which we used fragments of two single-copy nuclear genes (CAD, HB) and the mitochondrial gene COI. We raised phylogenetic hypotheses about the subgenus Melanoconion based on analyses that used statistical methods such as Maximum likelihood and Bayesian inference. Results and Discussion - We present the first molecular phylogeny of Melanoconion based on information provided by three genes. The obtained phylogenetic trees strongly support that both sections, Melanoconion and Spissipes, are monophyletic groups. Furthermore the Spissipes Section showed phylogenetic lineages consistent with morphological classification. Thus we strongly recommend the resurrection of subgenus Helcoporpa Dyar to include species until now considered as Spissipes Section, with the exception of Culex nicaroensis. As for the Melanoconion Section, several non-formal groupings corresponded to polyphyletic or paraphyletic groups, with only a few having monophyletic origins. This fact suggests that future taxonomic rearrangements should be consider for Melanoconion Section, as well as a wider sampling of species and molecular markers. Our results confirmed the use of COI gene as a complementary tool for taxonomical identifications. Additionally, the performance of nuclear genes, when analyzed together, was highly informative, showing resolution between the two sections and also for species level. As for tools to infer phylogeny, our data are in agreement with the use of multi loci approach, in order to propose a phylogenetic hypothesis. Our results contribute with new information that improves the classification of subgenus Melanoconion and provides useful data to help with the identification tasks.

Como em outros mosquitos, os trofócitos do corpo gorduroso de Cx. quinquefasciatus sintetizam vitelogenina (Vg), principal proteína armazenada pelo ovócito, formada por duas subunidades de 200 e 86 kDa. A ultraestrutura dos trofócitos revela o rápido desenvolvimento da maquinaria biossintética após a alimentação com sangue (aa) e a consecutiva degradação após as 48 h aa. Antes do repasto (AR), um conjunto de células indiferenciadas, limitado pelo epitélio folicular, conforma os folículos ovarianos. Após AR, o ovócito se destaca pelo acúmulo de lipídeos e Vg. O receptor de vitelogenina é encontrado somente nos ovários e análise por PCR em tempos mostrou aumento dos transcritos nos primeiros cinco dias após emersão e nas primeiras 48 h aa, durante a vitelogênese. O perfil transcricional de Vg mostrou um pico no terceiro dia de vida adulta e ao final do processo ovogênico / As in other mosquitoes, fat body trophocytes of Cx. quinquefasciatus synthesize vitellogenin (Vg), the major yolk protein stored by the oocyte, formed by two subunits of 200 and 86 kDa. The trophocytes ultrastructure reveals the rapid development of the biosynthetic machinery and the consecutive degradation around 48 h post blood meal (PBM). Before blood meal, a set of undifferentiated cells limited by follicular epithelium, conform the ovarian follicles. After blood meal, the oocyte is remarkable by accumulation of lipid inclusions and yolk granules. Vitellogenin receptors (rVitCx), are localized exclusively in the ovaries and real time PCR showed transcripts increase at the first five days after emergence (AE), and at the first 48 h PBM, during oogenesis. Vg transcripts profile showed a peak on the third day AE and at the end of the vitellogenic process