Modificaciones en la quimiorrecepción de Blattella germanica resistentes a piretroides por la exposición a concentraciones subletales de estos insecticidas : costo biológico de la...

• Autores: Boné, Emiliano
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Sfara, Valería; González Audino, Paola Andrea
• Materia: BLATTELLA GERMANICA; COMPORTAMIENTO ALIMENTARIO; LOCALIZACION; PIRETROIDES; QUIMIORRECEPCION; REPELENCIA Y RESISTENCIA; BLATTELLA GERMANICA; EATING BEHAVIOR; LOCATION; PYRETHROIDS; CHEMORECEPTION; REPELLENCY AND RESISTANCE
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La cucaracha Blattella germanica (Linnaeus, 1767) denominada vulgarmente como “cucaracha alemana o cucaracha rubia” es un insecto omnívoro y de hábitos nocturnos. Se la considera una de las plagas domésticas más importantes a nivel mundial (Rehm, 1945) y en Argentina, la cucaracha domiciliaria más común (Crespo and Valverde 2008). Principalmente el control de B. germanica se basa en el uso de insecticidas sintéticos en diferentes formulaciones. Los piretroides son insecticidas neurotóxicos sintéticos que además pueden mostrar un efecto repelente sobre los insectos. El uso continuo y prolongado de este insecticida actuó como agente de selección promoviendo la aparición de poblaciones de este insecto resistentes a piretroides. Diversos trabajos describen diferencias fenotípicas y genotípicas entre individuos resistentes y susceptibles asociadas a la resistencia. El objetivo de esta tesis fue estudiar las respuestas comportamental y electrofisiológica de individuos de B. germanica susceptibles y resistentes a piretroides, a diferentes estímulos químicos volátiles (fuentes de alimento, refugio, repelentes) en presencia y ausencia de residuos de piretroides. Se analizó la resistencia en individuos de B. germanica de la cepa resistente y se observó que la resistencia está causada por mecanismos metabólicos y no por modificaciones en el sitio de acción (el canal de sodio dependiente de voltaje). Al observar la estructura molecular del canal de sodio, no se hallaron diferencias en la secuencia del canal entre los individuos resistentes y susceptibles, en cambio se observó una diferencia en la actividad de las enzimas mono-oxigenasas del citocromo P-450 y esterasas entre la cepa resistente y susceptible. Además, la actividad de las mono-oxigenasas para ambas cepas se vio aumentada por la pre-exposición a residuos de β-cipermetrina. La cepa resistente presentó diferencias innatas con respecto a la cepa susceptible en el comportamiento de alimentación, en especial en la latencia (tiempo que tarda el insecto en localizar la fuente de alimento). Se observó que la tasa de ingesta (ganancia en peso / tiempo de ingesta) estuvo relacionada negativamente con la rigidez del alimento para ambas cepas, la cepa resistente mostró diferencias en la tasa de ingesta con respecto a la cepa susceptible para valores elevados de rigidez del alimento. Los machos susceptibles pre-expuestos a una concentración sub-letal de β-cipermetrina vieron aumentada la latencia, este fenómeno no se observó en machos resistentes pre-expuestos a la misma o mayores concentraciones del insecticida. Por otro lado, los machos resistentes prefirieron lugares con extractos de heces de individuos susceptibles a la hora de localizar y permanecer en un refugio, mientras que la localización y permanencia de machos susceptibles no se vio diferenciada entre extractos de heces de individuo susceptibles o resistentes. Se determinó que el ácido palmítico a una misma concentración disminuye la latencia al refugio en machos susceptibles, pero aumenta en resistentes, mostrando un efecto repelente para esta última cepa. Por último, las cucarachas susceptibles mostraron repelencia espacial cuando fueron expuestas a vapores de los piretroides volátiles d-aletrina y vapotrina. Por el contrario, no se observó repelencia cuando los insectos fueron expuestos a permetrina, un piretroide no volátil. Además, hubo un aumento significativo en la actividad eléctrica de las antenas de machos B. germanica en respuesta a vapores de d-aletrina y de vapotrina, pero esta actividad no se observó en los insectos que fueron expuestos a la permetrina. Se encontró que los piretroides volátiles causan repelencia espacial en las cucarachas susceptibles por vía olfativa, siendo el primer trabajo que muestra la actividad eléctrica en la antena de la cucaracha alemana causado por piretroides volátiles. Los resultados obtenidos en esta tesis sugieren que el fenotipo resistente presenta desventajas a nivel de la quimiorrecepción de estímulos olfativos en comparación con individuos susceptibles en un ambiente desprovistos de insecticida.
The cockroach Blattella germanica (Linnaeus, 1767) considered generally as "German cockroach or blonde cockroaches” is an omnivore insect and nocturnal habits. It is considered one of the most important domestic pests worldwide (Rehm, 1945) and in Argentina, the most common household cockroach (Crespo & Valverde 2008). Mainly the control of B. germanica is based on the use of synthetic insecticides in different formulations. Pyrethroids are synthetic neurotoxic insecticides that could have repellent effect on insects. The continuous and prolonged used of this insecticide function as a selection agent promoting the emergence of populations of this insect resistant to pyrethroids. Several papers identified phenotypic and genotypic differences between resistant and susceptible individuals associated with resistance. The objective of this thesis was to study the behavioral and electrophysiological responses of individuals of B. germanica susceptible and resistant to pyrethroids, different volatile chemical stimuli (food sources, shelter, repellents) in the presence and absence of pyrethroid residues. Resistance was analysed in individuals of B. germanica of the resistant strain and it was identified that resistance is caused by metabolic mechanisms and not by modifications at the site of action (the voltage-dependent sodium channel). Several papers describe phenotypic and genotypic differences between resistant and susceptible individuals associated to resistance. The objective of this thesis was researching the answer of behavioral and electrophysiological to different volatile chemical stimuli (food sources, shelter, repellents) in individuals of B. germanica susceptible and resistant to pyrethroids during the presence or absence of pyrethroid residues. We an lyzed the resistance to individuals of B. germanica of the resistant strain and it was observed that resistance was caused by metabolic mechanisms and not for modifications at the site of action (the voltage-dependent sodium channel). When it was observed the molecular structure of the sodium channel, there was not differences in the sequence of the channel between resistant and susceptible individuals, exchange it observed difference in the activity of both enzymes the mono-oxygenase of cytochrome P-450 and esterases between the resistant and susceptible strain, in addition the activity of mono-oxygen was increased by the pre-exposure to residues β-cypermethrin to both strains. The resistant strainpresented innate differences about the susceptible strain in feeding behavior, especially in the latency (time it takes the insect to place the food source). Moreover, the intake rate (gain in weight / intake time) was negatively related to the stiffness of food for both strains. Resistant strain exhibited difference in the intake rate regarding to susceptible strain for high values of stiffness food. Latency was increased in susceptible individuals when it was pre-exposure to sublethal concentration of β-cypermethrin. This phenomenon did not occur in resistant individuals pre-exposure to the same or powerful concentrations of insecticide. On the other hand, males resistant chosen places with feces extracts from susceptible individuals when located and stayed in a shelter, while the location and keep on those males susceptible was not differentiated between extract´s feces of susceptible or resistant individuals. It was found that palmitic acid in a same concentration decrease the latency to shelter in males susceptible, but increases in resistance, showing a repellent effect for last strain. Finally, cockroaches susceptible to spatial repellency when it was exposed to vapors of the volatile pyrethroids d-aletrin and vapotrin. On the contrary, it not observed when the insects were exposed to permethrin, a non-volatile pyrethroid. In addition, there was a significant increase in the electrical activity of antennas´ B. germanica in response to vapors of d-aletrin and vapotrin, but this activity was not seen in insects was exposed to permethrin. We found that volatile pyrethroids caused spatial repellency in susceptible cockroaches olfactory, being the first work that showed the electrical activity in the german cockroach antenna affected by volatile pyrethroids. The results obtain in this thesis suggest that the resistant phenotype present disadvantages at level of chemoreception of olfactory stimuli compare with individuals susceptible in an environment free of insecticide.
Fil: Boné, Emiliano. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.