Molecular Adaptation to Folivory and the Conservation Implications for Madagascar’s Lemurs

The lemurs of Madagascar include numerous species characterized by folivory across several families. Many extant lemuriform folivores exist in sympatry in Madagascar’s remaining forests. These species avoid feeding competition by adopting different dietary strategies within folivory, reflected in behavioral, morphological, and microbiota diversity across species. These conditions make lemurs an ideal study system for understanding adaptation to leaf-eating. Most folivorous lemurs are also highly endangered. The significance of folivory for conservation outlook is complex. Though generalist folivores may be relatively well equipped to survive habitat disturbance, specialist folivores occupying narrow dietary niches may be less resilient. Characterizing the genetic bases of adaptation to folivory across species and lineages can provide insights into their differential physiology and potential to resist habitat change. We recently reported accelerated genetic change in RNASE1, a gene encoding an enzyme (RNase 1) involved in molecular adaptation in mammalian folivores, including various monkeys and sifakas (genus Propithecus; family Indriidae). Here, we sought to assess whether other lemurs, including phylogenetically and ecologically diverse folivores, might show parallel adaptive change in RNASE1 that could underlie a capacity for efficient folivory. We characterized RNASE1in 21 lemur species representing all five families and members of the three extant folivorous lineages: (1) bamboo lemurs (family Lemuridae), (2) sportive lemurs (family Lepilemuridae), and (3) indriids (family Indriidae). We found pervasive sequence change in RNASE1 across all indriids, a dN/dS value \u3e 3 in this clade, and evidence for shared change in isoelectric point, indicating altered enzymatic function. Sportive and bamboo lemurs, in contrast, showed more modest sequence change. The greater change in indriids may reflect a shared strategy emphasizing complex gut morphology and microbiota to facilitate folivory. This case study illustrates how genetic analysis may reveal differences in functional traits that could influence species’ ecology and, in turn, their resilience to habitat change. Moreover, our results support the body of work demonstrating that not all primate folivores are built the same and reiterate the need to avoid generalizations about dietary guild in considering conservation outlook, particularly in lemurs where such diversity in folivory has probably led to extensive specialization via niche partitioning

The influence of mosquito resting behaviour and associated microclimate for malaria risk

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The majority of the mosquito and parasite life-history traits that combine to determine malaria transmission intensity are temperature sensitive. In most cases, the process-based models used to estimate malaria risk and inform control and prevention strategies utilize measures of mean outdoor temperature. Evidence suggests, however, that certain malaria vectors can spend large parts of their adult life resting indoors.</p> <p>Presentation of hypothesis</p> <p>If significant proportions of mosquitoes are resting indoors and indoor conditions differ markedly from ambient conditions, simple use of outdoor temperatures will not provide reliable estimates of malaria transmission intensity. To date, few studies have quantified the differential effects of indoor <it>vs </it>outdoor temperatures explicitly, reflecting a lack of proper understanding of mosquito resting behaviour and associated microclimate.</p> <p>Testing the hypothesis</p> <p>Published records from 8 village sites in East Africa revealed temperatures to be warmer indoors than outdoors and to generally show less daily variation. Exploring the effects of these temperatures on malaria parasite development rate suggested indoor-resting mosquitoes could transmit malaria between 0.3 and 22.5 days earlier than outdoor-resting mosquitoes. These differences translate to increases in transmission risk ranging from 5 to approaching 3,000%, relative to predictions based on outdoor temperatures. The pattern appears robust for low- and highland areas, with differences increasing with altitude.</p> <p>Implications of the hypothesis</p> <p>Differences in indoor <it>vs </it>outdoor environments lead to large differences in the limits and the intensity of malaria transmission. This finding highlights a need to better understand mosquito resting behaviour and the associated microclimate, and to broaden assessments of transmission ecology and risk to consider the potentially important role of endophily.</p

The dominant Anopheles vectors of human malaria in Africa, Europe and the Middle East: occurrence data, distribution maps and bionomic précis

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>This is the second in a series of three articles documenting the geographical distribution of 41 dominant vector species (DVS) of human malaria. The first paper addressed the DVS of the Americas and the third will consider those of the Asian Pacific Region. Here, the DVS of Africa, Europe and the Middle East are discussed. The continent of Africa experiences the bulk of the global malaria burden due in part to the presence of the <it>An. gambiae </it>complex. <it>Anopheles gambiae </it>is one of four DVS within the <it>An. gambiae </it>complex, the others being <it>An. arabiensis </it>and the coastal <it>An. merus </it>and <it>An. melas</it>. There are a further three, highly anthropophilic DVS in Africa, <it>An. funestus</it>, <it>An. moucheti </it>and <it>An. nili</it>. Conversely, across Europe and the Middle East, malaria transmission is low and frequently absent, despite the presence of six DVS. To help control malaria in Africa and the Middle East, or to identify the risk of its re-emergence in Europe, the contemporary distribution and bionomics of the relevant DVS are needed.</p> <p>Results</p> <p>A contemporary database of occurrence data, compiled from the formal literature and other relevant resources, resulted in the collation of information for seven DVS from 44 countries in Africa containing 4234 geo-referenced, independent sites. In Europe and the Middle East, six DVS were identified from 2784 geo-referenced sites across 49 countries. These occurrence data were combined with expert opinion ranges and a suite of environmental and climatic variables of relevance to anopheline ecology to produce predictive distribution maps using the Boosted Regression Tree (BRT) method.</p> <p>Conclusions</p> <p>The predicted geographic extent for the following DVS (or species/suspected species complex*) is provided for Africa: <it>Anopheles </it>(<it>Cellia</it>) <it>arabiensis</it>, <it>An. </it>(<it>Cel.</it>) <it>funestus*</it>, <it>An. </it>(<it>Cel.</it>) <it>gambiae</it>, <it>An. </it>(<it>Cel.</it>) <it>melas</it>, <it>An. </it>(<it>Cel.</it>) <it>merus</it>, <it>An. </it>(<it>Cel.</it>) <it>moucheti </it>and <it>An. </it>(<it>Cel.</it>) <it>nili*</it>, and in the European and Middle Eastern Region: <it>An. </it>(<it>Anopheles</it>) <it>atroparvus</it>, <it>An. </it>(<it>Ano.</it>) <it>labranchiae</it>, <it>An. </it>(<it>Ano.</it>) <it>messeae</it>, <it>An. </it>(<it>Ano.</it>) <it>sacharovi</it>, <it>An. </it>(<it>Cel.</it>) <it>sergentii </it>and <it>An. </it>(<it>Cel.</it>) <it>superpictus*</it>. These maps are presented alongside a bionomics summary for each species relevant to its control.</p

Les anophèles et la transmission du paludisme à Ambohimena, village de la marge occidentale des Hautes-Terres Malgaches

Une étude a été menée dans le Moyen-Ouest de Madagascar à 940 mètres d'altitude dans le village d'Ambohimena. Ce village est situé en dehors de la zone d'aspersions intra-domiciliaires d'insecticides rémanents. Deux vecteurs, An. funestus Giles, 1900 et An. arabiensis Patton, 1905 y sont présents. An. funestus est abondant au cours de la saison chaude et humide, avec deux pics d'abondance en décembre et avril. L'endophagie d' An. funestus est faible (taux d'endophagie = 35,3 %) . C'est une espèce endophile (Taux d'endophilie = 78 %) et anthropophile (taux d'anthropophilie = 64 %). Son infectivité est faible (taux d'infectivité = 0,20 %). Le taux d'inoculation spécifique de Plasmodium falciparum par l'espèce An. funestus a été de moins de 10 piqûres par homme et par an. Cette espèce présente une capacité vectrice maximale à la fin du premier tour de riz (janvier) alors que son abondance maximale est observée à la fin du deuxième tour (avril-mai) An. arabiensis est abondant entre décembre et janvier et est lié à la présence des gîtes pluviaux favorables au développement larvaire. C'est une espèce exophage (taux d'endophagie = 27,5 %) et zoophile (taux d'anthropophilie = 7,8 %). An. arabiensis jouerait un rôle secondaire dans la transmission du paludisme car la présence des plasmodies n'a pas été mise en évidence (effectif testé = 871). Dans ce village, la stabilité du paludisme est modérée ou intermédiaire ; plus proche de l'instabilité que de la stabilité avérée. Il est suggéré que la lutte antivectorielle soit étendue aux zones de transition stabilité-instabilité qui constitueraient un réservoir de vecteurs et de plasmodies, afin de prévenir l'émergence de nouvelles épidémies sur les Hautes-Terres

Les anophèles et la transmission du paludisme à Ambohimena, village de la marge occidentale des Hautes-Terres Malgaches

Une étude a été menée dans le Moyen-Ouest de Madagascar à 940 mètres d'altitude dans le village d'Ambohimena. Ce village est situé en dehors de la zone d'aspersions intra-domiciliaires d'insecticides rémanents. Deux vecteurs, An. funestus Giles, 1900 et An. arabiensis Patton, 1905 y sont présents. An. funestus est abondant au cours de la saison chaude et humide, avec deux pics d'abondance en décembre et avril. L'endophagie d' An. funestus est faible (taux d'endophagie = 35,3 %) . C'est une espèce endophile (Taux d'endophilie = 78 %) et anthropophile (taux d'anthropophilie = 64 %). Son infectivité est faible (taux d'infectivité = 0,20 %). Le taux d'inoculation spécifique de Plasmodium falciparum par l'espèce An. funestus a été de moins de 10 piqûres par homme et par an. Cette espèce présente une capacité vectrice maximale à la fin du premier tour de riz (janvier) alors que son abondance maximale est observée à la fin du deuxième tour (avril-mai) An. arabiensis est abondant entre décembre et janvier et est lié à la présence des gîtes pluviaux favorables au développement larvaire. C'est une espèce exophage (taux d'endophagie = 27,5 %) et zoophile (taux d'anthropophilie = 7,8 %). An. arabiensis jouerait un rôle secondaire dans la transmission du paludisme car la présence des plasmodies n'a pas été mise en évidence (effectif testé = 871). Dans ce village, la stabilité du paludisme est modérée ou intermédiaire ; plus proche de l'instabilité que de la stabilité avérée. Il est suggéré que la lutte antivectorielle soit étendue aux zones de transition stabilité-instabilité qui constitueraient un réservoir de vecteurs et de plasmodies, afin de prévenir l'émergence de nouvelles épidémies sur les Hautes-Terres

Lutte contre le paludisme dans le moyen-ouest de Madagascar : comparaison de l'efficacité de la lambda-cyhalothrine et du DDT en, aspersions intra-domiciliaires. II - Étude parasitologique et clinique

Entre novembre 1997 et septembre 1998, un essai de lutte anti-vectorielle portant sur l'efficacité et l'acceptabilité de l'ICON® 10 WP (lambda-cyhalothrine en poudre mouillable à 10 %), comparé à du DDT 75 % WP en aspersions intra-domiciliaires, a été réalisé sur la marge ouest de la zone de paludisme instable des plateaux centraux de Madagascar, à l'extérieur de la région couverte depuis cinq ans par les opérations de pulvérisation de DDT (OPID). Quatre zones d'étude ont été définies : deux zones traitées, l'une par du DDT 2 g m.a./m2, l'autre par de la lambda-cyhalothrine 30 mg m.a./m2, une zone témoin où aucun traitement n'a été appliqué et une zone incluse dans le programme OPID (5ème cycle annuel de pulvérisations). Des enquêtes transversales, cliniques et parasitologiques, ont été réalisées avant et après les aspersions à intervalles de deux mois sur l'ensemble de la population des villages centrant chacune des zones. Parallèlement aux résultats entomologiques qui ont montré un effondrement des densités agressives et des taux d'infection du principal vecteur, Anopheles funestus, les indices plasmodiques ont nettement diminué dans les deux zones pulvérisées par rapport à la zone témoin (diminutions de 62 % et 44 % respectivement six mois après les traitements par la lambda-cyhalothrine et le DDT, contre une augmentation de 32 % dans la zone témoin). Cette diminution des indices plasmodiques dans les zones traitées s'est accompagnée d'une diminution des indices gamétocytaires représentant le potentiel infectant de la communauté. Le dépistage actif des cas de paludisme chez les sujets fébriles, réalisé deux fois par mois dans les trois villages situés hors de la zone OPID, a également mis en évidence une chute précoce des taux d'incidence dès le mois de février (soit deux mois après les pulvérisations) dans les zones pulvérisées, alors qu'elle ne survenait qu'en mai dans la zone témoin. Sur le plan parasitologique comme sur le plan entomologique, cet essai a montré que l'aspersion intra-domiciliaire d'insecticides était une méthode de lutte efficace dans cette région de transition où le paludisme est modérément stable et où il existe un risque de recolonisation des plateaux par des vecteurs infectés. Les deux produits se sont révélés très actifs, avec toutefois un léger avantage pour la lambda-cyhalothrine (meilleure réduction de la longévité des vecteurs, moindre pouvoir irritant, effet plus marqué sur la réduction des indices plasmodiques) par rapport au DDT. Pour une efficacité maximale de la lutte anti-vectorielle sur les marges des hauts plateaux, nous recommandons des aspersions annuelles plus précoces (dès le mois de novembre) et couvrant une superficie plus vaste au niveau des basses terres