Que no et piquin les xinxes!

De ben segur que en sentir aquesta expressió, més d’un haurà temut patir les picades d’aquestes petits bestioles anomenades “xinxes” a l’hora d’anar al llit. Tanmateix, ni totes les xinxes piquen, ni totes s’amaguen dins els nostres llits, ni totes són tan petites com aquests companys nocturns.

Què són realment les xinxes? Totes són perjudicials? On es troben? Descobreix la seva diversitat en aquest article, i oblida’t d’una vegada per totes de la seva mala fama!

Què són?

En referir-se a les xinxes, sovint la gent no és conscient de la gran diversitat que amaguen aquests organismes, la qual va més enllà d’aquells petits insectes que ens piquen mentre dormim. Les xinxes pertanyen al subordre dels Heteroptera, un taxó de distribució cosmopolita que inclou més de 40.000 espècies a nivell mundial; de fet, constitueixen el grup d’insectes més gran amb metamorfosi senzilla. El seu fòssil més antic, Paraknightia magnífica, data del Permià superior a Austràlia (260-251 MA).

Aquest subordre es classifica dins l’ordre dels Hemiptera juntament amb altres subordres antigament agrupats en un de sol (“Homoptera”), el qual incloïa organismes tan coneguts com les cigales (Cicadidae) o els pugons (Aphididae).

Com els reconeixem?

Els heteròpters presenten un ampli ventall de formes i mides, oscil·lant entre un mil·límetre i diversos centímetres. Els membres més petits pertanyen a les famílies Anthocoridae, Microphysidae, Ceratocombidae, Dipsocoridae, Aepophilidae i Leptopodidae, molt poc visibles a ull nu. Entre els membres més grans trobem algunes espècies de la família Belostomatidae, com Lethocerus indicus amb els seus 6.5-8cm de longitud.

Tot i això, constitueixen un grup monofilètic amb, com a mínim, tres caràcters morfològics únics o sinapomorfies:

1. Peces bucals de tipus picador-xuclador, allargades en forma d’estilet.

   

   Peces bucals del depredador Arilus cristatus (Reduviidae). Imatge propietat de John Flannery en Flicker (CC 2.0).

2. Glàndules odoríferes parells.
3. Antenes amb 4 segments.

A més a més, les seves ales anteriors o hemièlitres es divideixen en dues regions fàcilment diferenciables: un basal endurida i una distal membranosa, fet que es considera un caràcter derivat. Per aquest motiu van rebre el nom d’Heteroptera (del grec “hetero”, diferent; “-pteron“, ala).

Pentatomidae. La part superior de les ales anteriors es troba endurida, mentre que la distal és membranosa. Imatge propietat de Mick Talbot en Flickr (CC 2.0).

Ecologia

Cicle de vida

Els heteròpters duen a terme una metamorfosi senzilla, de manera que juvenils i adults quasi no presenten diferències i conviuen en el mateix hàbitat. Després de sortir de l’ou, els juvenils o nimfes experimenten diverses mudes successives, augmentant la seva mida. Finalment, després d’una darrera muda coneguda com a muda imaginal, assoleixen la fase adulta o imago.

Desenvolupament dels heteròpters. Imatge propietat de Encyclopedia Britannica, Inc. (link).

Els adults es diferencien de les nimfes per presentar ales, una nova disposició de les obertures de les glàndules odoríferes, un nombre diferent de segments tarsals (potes) i antenals, ocels, ornamentació (espines i pèls glandulars), trets sexuals en els segments terminals de l’abdomen i, a vegades, en el patró de coloració, a més d’assolir una major mida i consistència del tegument o exosquelet.

Nimfa de Nezara viridula (Pentatomidae), a la qual encara li manquen les ales. Imatge propietat de S. Rae en Flickr (CC 2.0)

Comunicació i defensa

Els individus d’una mateixa espècie es comuniquen principalment mitjançant l’emissió de feromones volàtils que emeten a través de les glàndules odoríferes, gràcies a les quals poden agrupar-se (feromones d’agregació) o reunir-se per a la reproducció (feromones sexuals). També s’han citat casos d’espècies que emeten sons per estridulació, és a dir, fregant dues parts del cos entre sí com fan, per exemple, les cigales.

Els heteròpters també presenten mecanismes defensius actius i passius:

• Entre els mètodes passius es troben les característiques del propi cos (per exemple, estructures llises, arrodonides, que dificulten la captura per depredadors), la inactivitat (no moure’s per passar desapercebut) i la cripsi o el mimetisme. Dins de les cripsis o mimetismes, destaquen 1) la mimesi de color (homocromia), per exemple, amb la vegetació, 2) la mimesi de forma (homotípia), mitjançant la qual es confonen amb estructures del seu entorn, ja siguin vegetals o altres animals (per exemple, imitant formigues en el cas d’espècies mirmecomorfes, un tipus de mimetisme batesià) i 3) la disrupció de la silueta mitjançant formes que dificulten marcar els límits de l’individu amb el seu entorn.

Leptoglossus occidentalis (Coreidae), amb les seves tíbies posteriors aplanades imitant fulles. Imatge propietat de Giancarlodessi (CC 3.0).

Myrmecoris gracilis (Miridae), un clar exemple de mirmecomorfia. Imatge propietat de Michael F. Schönitzer (CC 4.0).

• Entre els mètodes actius, destaquen 1) la fugida, 2) les picades, 3) el despreniment d’apèndixs per confondre els depredadors i 4) l’emissió de substàncies pudents o irritants a través de les glàndules odoríferes; en molts casos, adquireixen aquestes substàncies irritants o tòxiques a través de les plantes que ingereixen. També n’hi ha que emeten sons intimidatoris mitjançant estridulació.

Formes de vida i diversitat

Si bé gairebé tothom coneix a les xinxes per la seva alimentació basada en la ingesta de sang, aquesta no és ni de bon tros la seva única forma de vida.

• Terrestres

La majoria d’heteròpters viu en ambients terrestres, sobre plantes o a terra, podent ser totalment fitòfags (dieta basada en fluids vegetals) o depredadors d’altres insectes que es mouen entre la vegetació, els quals a més poden ingerir líquids vegetals per complementar la seva dieta. També n’hi ha que viuen sota l’escorça alimentant-se de fongs, o a terra nodrint-se d’arrels. Alguns exemples de famílies terrestres fitòfagues són Pentatomidae i Coreidae; entre les xinxes depredadores, les quals utilitzen el seu estilet per inocular agents proteolítics a les seves preses, dissoldre-les i succionar el seu contingut, trobem molts representants de la família Reduviidae.

• Aquàtics i semiaquàtics

Hi ha una gran diversitat de formes aquàtiques o semiaquàtiques depredadores i fitòfagues, les quals presenten adaptacions per viure en aquests ambients, com la presència de pèls hidròfugs (repel·leixen l’aigua). La majoria viu en llacs i rius, ja sigui únicament en la seva superfície (semiaquàtics) o submergits.

Les espècies semiaquàtiques solen presentar potes i antenes llargues que, juntament amb els pèls hidròfugs, els ajuden a sostenir-se sobre l’aigua; un exemple conegut de xinxes semiaquàtiques són els sabaters (família Gerridae), abundants a Europa.

Sabater (Gerris sp.). Imatge propietat de Webrunner (CC 3.0)

En canvi, les espècies aquàtiques solen presentar algun parell de potes transformat en paletes natatòries; en són un bon exemple els notonèctids (família Notonectidae), els quals presenten l’últim parell de potes aplanades i amb franges de pèls per augmentar la seva superfície.

Notonecta sp. (Notonectidae). Imatge propietat de Jane Burton/Bruce Coleman Ltd. (link).

Els heteròpters aquàtics necessiten l’aire per respirar, per la qual cosa realitzen ascensos periòdics a la superfície per captar oxigen. En aquest sentit presenten múltiples estratègies, com absorbir aire directament cap al seu sistema respiratori o traqueal mitjançant un sifó (família Nepidae) o capturar bombolles d’aire mitjançant els pèls hidròfugs (família Notonectidae). D’altres, simplement, queden envoltats d’una fina pel·lícula d’aire en sortir de l’aigua (plàstron) gràcies als pèls hidròfugs.

• Hematòfags

També hi ha heteròpters que s’alimenten de sang com a paràsits d’aus i mamífers, podent ser potencials vectors de malalties. Aquest és el cas dels Cimicidae (com Cimex lectularius, la xinxa dels llits que dóna fama al grup) i alguns grups de Reduviidae, com la subfamília Triatominae, agents vectors de la malaltia de Chagas a Centre i Sud-amèrica principalment (sent Triatoma infestans el seu principal vector).

Nimfa de Cimex lectularius o xinxe dels llits. Imatge de domini públic.

Triatoma sp. (Triatominae). Imatge propietat de Bramadi Arya (CC 4.0).

Interès científic

Els heteròpters són interessants per diversos motius:

• Contribueixen a regular les poblacions d’algunes plagues d’insectes en boscos i conreus, sent un element essencial en el control integrat de plagues. És el cas d’alguns heteròpters depredadors de les famílies Reduviidae, Anthocoridae, Miridae, Nabidae i Geocoridae. No obstant això, alguns heteròpters fitòfags també poden esdevenir plagues.
• Han estat un model científic per estudiar la fisiologia dels insectes.
• Formen una part important de la dieta humana en alguns països, sent especialment consumits els pentatòmids. També són molt apreciats a Àsia alguns heteròpters aquàtics, com Lethocerus sp. (Belostomatidae) a Vietnam i Tailàndia.

Lethocerus sp. Imatge propietat de Judy Gallagher a Flickr (CC 2.0).

• Són vectors de malalties o causants de malestar. El cas més clàssic és la xinxa dels llits (Cimex lectularius), la qual ha esdevingut una plaga freqüent en regions temperades; alguns cimícids també resulten perjudicials per a les aus de corral. D’altra banda, i especialment a Amèrica, els redúvids de la subfamília Triatominae són agents vectors de malalties (com la malaltia de Chagas causada pel protozou Trypanosoma cruzi).

.                .                 .

Tots els organismes tenen alguna funció o utilitat, tan sols cal investigar una mica per esbrinar-ho. Incloses les xinxes!

Referències

• Goula M., Mata L. 2015. Orden Hemiptera: Suborden Heteroptera. Revista IDE@ – SEA, 53: 1–30.
• https://www.britannica.com/animal/heteropteran
• Schuh R. T., Slater J. A. 1995. True Bugs of the World (Hemiptera:Heteroptera): Classification and Natural History. Cornell University Press.

Foto de portada propietat de Pavel Kirillov a Flickr, amb llicència Creative Commons 2.0. (link).

Insectes vectors: quina és la causa de la seva expansió?

La setmana passada, la Maribel ens parlà de les epidèmies, moltes de les quals depenen d’insectes vectors. Durant els darrers anys, els medis s’han fet ressò de l’augment sobtat de casos de malalties transmeses per insectes i altres grups d’artròpodes; un dels casos més recents és el del virus zika, el qual és transmès per diferents espècies de mosquit del gènere Aedes (el mateix que el del mosquit tigre, Aedes albopictus). La majoria d’aquests vectors es distribuïen fins fa no gaires anys únicament en regions tropicals, però actualment s’han detectat en latituds més elevades, esdevenint un greu problema de salut a escala mundial.

En aquest article, t’expliquem què són els vectors, alguns dels més importants i per quina raó es troben actualment en expansió.

Què són els vectors?

Segons l’epidemiologia, un vector es defineix com un agent (persona, animal o microorganisme) que transmet un patogen infecciós a un altre organisme, ja sigui directament mitjançant la interacció amb l’organisme susceptible de patir la infecció o bé indirectament transmetent el patogen al menjar, l’aigua o qualsevol altre element proper al receptor amb què aquest pugui interaccionar.

Cicle de la transmisió de les malalties transmesses per vectors (Imatge extreta de l’article de Ellis et al. 2009).

Els vectors de malalties més importants i abundants són els insectes (i altres artròpodes). Si bé és cert que els vectors poden transmetre malalties tant a plantes com a animals, en aquest article ens centrarem en aquells que afecten exclusivament els animals, especialment als humans.

Els insectes com a vectors poden assumir diferents papers en relació al patogen que transporten:

• Vectors mecànics: l’única funció de l’insecte és la de transportar al patogen, el qual no necessita l’insecte per completar el seu cicle de vida (per tant, l’insecte no és un hoste del patogen). Algunes mosques transporten patògens causants de diferents malalties i diarrees, però aquests no necessiten a les mosques per viure; de fet, podrien ser transportats per algun altre vector.

Sarcophaga sp. menjant unes restes de salmó (Imatge de Ernie Cooper ®, 2013)

• Hostes obligatoris: l’insecte vector és, en aquest cas, un element essencial en el cicle vital del patogen, el qual el necessita per completar el seu desenvolupament abans de ser transmès a un altre individu. La majoria d’aquests patògens viatgen dins l’hemolimfa dels insectes (una substància equivalent a la sang). Aquest és el cas de la malària, el patogen de la qual (un protista del gènere Plasmodium) viatja dins de diferents espècies de mosquit del gènere Anopheles.

Mosquit de l’espècie Anopheles stephensi, un dels vectors de la malària (imatge de domini públic, cedida per la CDC).

Encara que molts insectes esdevenen hostes de diferents patògens, generalment no “emmalalteixen” com a resultat d’aquesta relació. Això és lògic si pensem que els patògens necessiten els vectors per assolir el seu hoste definitiu, el qual sol ser un vertebrat (com nosaltres, els humans). Altrament, la supervivència del vector disminuiria i el patogen no podria expandir-se.

Però, encara que no es posin malalts, el patogen moltes vegades indueix en ells canvis (fisiològics, anatòmics, etc.) per tal de potenciar el seu propi poder de transmissió i infecció. Per exemple, alguns mosquits pateixen modificacions estructurals del seu aparell de succió que limiten la sang que ingereixen a cada picada, fent que siguin més proclius a picar moltes més vegades que un mosquit normal.

Però… per què són tan problemàtics els insectes vectors?

Alguns dels patògens més problemàtics tindrien una dispersió limitada si no fos per l’existència de vectors. La majoria d’insectes vectors són hematòfags (s’alimenten de sang), de manera que proveeixen als patògens d’un sistema de transport directe a la saliva o sang de l’hoste. Per tant, des del punt de vista de molts patògens passar d’un hoste a un altre mitjançant els vectors és essencial per a la seva supervivència i, sobretot, per la seva dispersió.

Per això, es considera que els patògens transmesos per insectes i altres artròpodes són els més perillosos i impredictibles, el que es deu a diversos motius:

• Són els més difícils de prevenir i controlar, doncs presenten una enorme resiliència al seu control i gestió. Això és degut a què estan molt ben integrats en els ecosistemes de les regions on es troben.

• Els vectors augmenten exponencialment el rang i la transmissió dels patògens en relació a aquells que depenen necessàriament del contacte entre organismes. Són agents molt mòbils!

• Actuen de pont entre diferents hostes animals i els humans; sense els vectors, moltes malalties només les patirien certs organismes i no passarien a d’altres.

• Tenen una funció de reservori de patògens, el que és especialment útil de cara a passar els períodes menys propicis per a la infecció (per exemple, l’hivern o les èpoques de sequera).

• D’altra banda, la relació vector–patogen sol durar fins al final de la vida del vector, de manera que aquest sempre tindrà capacitat infectiva.

Exemples de vectors i el seu impacte

És molt probable que en algun moment hagis sentit a parlar d’insectes vectors. Però, saps quins són els més importants i quin és el seu impacte mundial a l’actualitat?

Segons dades de l’OMS, els mosquits constitueixen el grup de vectors més important, així com el més conegut: són els transmissors de malalties com la malària o paludisme, el dengue o la febre groga, així com d’altres malalties potser menys conegudes, com la filariosi limfàtica. A més dels mosquits, les paparres, les mosques, els flebòtoms (subfamília de dípters similars als mosquits), les puces, els triatomins (xinxes de la família Reduviidae) i, fins i tot, alguns caragols d’aigua dolça (Gasteròpodes, Mol·luscs), també actuen com a vectors de malalties.

Flebòtom (Phlebotomus sp.), vector transmissor de malalties com la leishmaniasis (Imatge de domini públic, cedida per la CDC).

Triatoma infestans, una de les xinxes de la família Reduviidae vector de la malaltia de Chagas (Espècimen del Zoologische Staatssamlung München. Localidad: Bolivia, Cochabamba, Leg. Zischka. Autor: Bärbel Stock, CC).

Si vols conèixer moltes més coses sobre cadascun d’aquests vectors i sobre les malalties que transmeten, pots visitar el web de l’OMS. 

Quin és l’impacte dels vectors a escala mundial?

• Cada any es registren a tot el món més de 1.000 milions de casos i més d’1 milió de morts causats per malalties transmeses per vectors.
• Del total de malalties infeccioses conegudes, gairebé el 17% d’aquestes són transmeses mitjançant vectors.
• La malària (vector: mosquit del gènere Anopheles) és la causa anual de més de 600.000 morts, la major part de nens menors de 5 anys. D’altra banda, més de 2500 milions de persones en més de 100 països corren el risc de contraure el dengue (vector: mosquit del gènere Aedes).

Per què es troben actualment en expansió?

La forma com es distribueixen aquestes malalties ve determinada per múltiples factors, tant ambientals com socials.

Els canvis de temperatura i dels règims d’humitat com a conseqüència del canvi climàtic estan introduint modificacions profundes en l’àrea de distribució de molts vectors que, fins fa uns anys, es trobaven limitats a zones tropicals. L’increment de les temperatures mitjanes anuals i les alteracions dels ritmes estacionals en latituds per sobre dels tròpics es creu que serien els majors agents conductors de l’expansió d’aquests organismes. Així doncs, hi ha la possibilitat que, en els propers anys, apareguin o augmentin els casos de persones afectades per patògens transmesos per vectors d’origen tropical en moltes altres parts del món (aquest és el cas del dengue, la febre chikungunya i la febre del Nil Occidental, transmeses per mosquits del gènere Aedes, Anopheles i Culex, respectivament).

Però el canvi climàtic no és, ni de bon tros, l’única causa possible de la seva expansió. La globalització dels desplaçaments i el comerç ha comportat el transport no intencionat de vectors d’unes parts a altres del món. Aquests transports no serien un motiu tan greu de preocupació si no fos perquè els vectors que arriben als nous hàbitats moltes vegades troben les condicions propícies per al seu desenvolupament, la qual cosa té molt a veure amb el que s’exposa en l’apartat anterior.

També hi ha evidències que els canvis en certes pràctiques agrícoles a causa dels canvis en la temperatura i les precipitacions podrien estar influint en la propagació de malalties transmeses per vectors (sobretot degut un maneig inadequat dels recursos hídrics, atès que molts insectes passen per fases larvàries aquàtiques).

Per il·lustrar una mica la situació actual en el cas de les malalties transmeses per mosquits a Europa, pots fer una ullada a la següent infografia del European Centre for Disease Prevention and Control (per descarregar-la en una mida més gran, entra aquí). En aquesta mateixa web, podràs consultar altres infografies i més informació sobre cada vector.

.             .             .

Les malalties transmeses per vectors són d’una gran preocupació a escala mundial. Encara que són impredictibles i difícils de controlar, l’execució d’uns bons programes de monitorització i control, així com la implementació d’unes bones accions de maneig ambiental (sobretot en relació a la gestió dels recursos hídrics) podria frenar bastant el seu avanç. En relació als efectes del canvi climàtic i a la globalització… Es possible que ja fos massa tard? I tu, què n’opines?

Referències

• Centers for Disease Control and Prevention (CDC): Parasites – Insects.
• Ellis, B. R., & Wilcox, B. A. (2009). The ecological dimensions of vector-borne disease research and control. Cadernos de Saúde Pública, 25, S155-S167.
• European Centre for Disease Prevention and Control. Disease Vectors.
• Lemon, S. M., Sparling, P. F., Hamburg, M. A., Relman, D. A., Choffnes, E. R., Mack, A., & Sparling, F. (2008). Vector-borne diseases: understanding the environmental, human health, and ecological connections. Workshop summary. In Vector-borne diseases: understanding the environmental, human health, and ecological connections. Workshop summary. National Academies Press. Link aquí.
• Organización Mundial de la Salud (OMS): Enfermedades transmitidas por vectores.
• Vector-Borne Disease – Primary Examples. MosquitoZone® Corporation.

Imatge de portada: Mosquit transmissor del Chikungunya (del Centre for Disease Control and Prevention).

Icona de perill del mosquit: Ivlichev Viktor Petrovich