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Genetic structure, demographic history and taxonomic status of the malaria vectors: «anopheles albimanus, An. darlingi and An. punctimacula,» in southern Central America

Little research has been undertaken on malaria vectors in southern Central America, particularly in Panama, where a serious outbreak took place from 2001 to 2005. Here, I have confirmed the presence of fourteen Anopheles species, seven of which have the potential to transmit malaria in Panama. In addition, I collected An. darlingi for the first time in Panama, Darien, near the Colombian border. Sequence comparisons using the white gene confirmed the presence of the northern genotype, and a demographic analysis using the mtDNA COI gene indicated that An. darlingi has not been recently introduced from Colombia into eastern Panama. Three independent molecular markers (mtDNA COI, nDNA white, rDNA ITS2) supported the status of a single species of An. albimanus, and uncovered significant population structure across Nicaragua, Costa Rica, Panama, Colombia and Ecuador. The genetic structure of An. albimanus appears to be related to Pleistocene contraction, geographic fragmentation and subsequent expansion. Therefore, An. albimanus is not at mutation - drift equilibrium regionally. This pattern of population expansion is similar to the one depicted for An. darlingi in Amazonia South America. Phylogenetic analyses using the COI and the ITS2 markers detected lineage divergence in An. punctimacula s.l. Seven clades were well supported and clearly differentiated from An. malefactor. In contrast, the Folmer COI region did not support this divergence, perhaps due to the unequal mutation rate across the COI gene. My findings have provided a more complete figure of the population history and taxonomic status of three important malaria vectors; this information will be valuable to better understand the epidemiology of malaria in the Neotropics, and it will contribute to the design of more efficient strategies of vector control. / Peu de recherches ont été effectuées sur les vecteurs de la malaria dans le sud de l'Amérique centrale, en particulier au Panama, où pourtant plusieurs épidémies ont eu lieu de 2001 à 2005. Dans cette présente étude, quatorze espèces d'Anopheles ont été inventoriés, dont sept qui ont le potentiel de transmettre la malaria au Panama. De plus, An. darlingi a été recueilli pour la première fois dans la région de Darien au Panama, près de la frontière colombienne. La comparaison des séquences du gène blanc a révélé la présence du génotype du nord, et l'analyse démographique utilisant le gène COI mtDNA a indiqué que la présence d'An. darlingi, à l'est du Panama, ne serait pas l'origine d'une migration récente en provenance de la Colombie. Trois marqueurs moléculaires indépendants (mtDNA COI, nDNA blanc, rDNA ITS2) supportent l'état d'une seule espèce d'An. albimanus, mais tout en ayant des distinctions significatifs entre les populations du Nicaragua, Costa Rica, Panama, Colombie et l'Équateur. La structure génétique d'An. albimanus semble être liée à la contraction du Pléistocène, à la fragmentation géographique et aux expansions ultérieures. Par conséquent, An. albimanus n'est pas en mutation - drift equilibrium regionally. Le modèle d'expansion de la population d'An. albimanus est semblable à celui représenté pour An. darlingi de l'Amazonie en Amérique du sud. L'analyse phylogénétique utilisant les marqueurs COI et ITS2 a détecté des lignées divergentes pour An. punctimacula s.l. Sept groupes ont bien été supportés et différenciées d'An. malefactor. Cependant, la région de Folmer COI ne support pas cette divergence, peut-être en raison d'un taux de mutation variable du gène COI. Cette étude établi un meilleur portrait de l'histoire des populations et du statut taxonomique de trois importants vecteurs de la malaria. Cette précieuse information sera utile pour mieux comprendre l'épidémiologie de$

Identiferoai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95098
Date January 2010
CreatorsLoaiza, Jose
ContributorsManfred Ernst Rau (Supervisor2), Marilyn Scott (Supervisor1)
PublisherMcGill University
Source SetsLibrary and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada
LanguageEnglish
Detected LanguageFrench
TypeElectronic Thesis or Dissertation
Formatapplication/pdf
CoverageDoctor of Philosophy (Department of Natural Resource Sciences)
RightsAll items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated.
RelationElectronically-submitted theses.

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