Biodiversity and vector-borne diseases: effects of landscape, mosquito and vertebrate communities on the transmission of West Nile virus and avian malaria parasite

Programa de Doctorado en Estudios MedioambientalesTutor: Francisco Eduardo Narbona FernándezLos patógenos son agentes biológicos externos que se alojan en un huésped determinado, dañando de alguna manera su anatomía a partir de enfermedades o daños visibles o no. Ambos, patógenos y hospedadores, se encuentran en constante competencia por los recursos, en los que el primero intenta maximizar sus posibilidades de desarrollo y transmisión, mientras que el segundo desarrolla diferentes mecanismos fisiológicos y/o comportamentales de respuesta frente a estos patógenos. En algunos procesos, como en el caso de los patógenos transmitidos por insectos vectores, su ciclo de vida engloba varias fases en las que se alternan estadios de desarrollo en diferentes grupos de hospedadores, incluyendo insectos y vertebrados. Por tanto, en este sentido podemos englobar dentro de la definición de patógenos organismos de muy distinta índole, por ejemplo, virus y protozoos, que en conjunto ejercen un importante papel en la regulación del tamaño y en la dinámica de poblaciones de hospedadores, siendo a su vez importantes factores selectivos que pueden determinar la evolución de sus hospedadores. De manera general, la mayoría de estudios desarrollados hasta la fecha, tanto aplicados como teóricos, se han centrado en modelos y sistemas patógeno-hospedador de elevada especificidad. Es decir, patógenos que afectan a una única o a un número muy reducido de especies hospedadoras debido a la mayor simplicidad de estos sistemas, lo que facilita su abordaje empírico y teórico. Sin embargo, muchos sistemas de enfermedades zoonóticas son generalistas, lo que implica la interacción entre varios patógenos, varias especies de hospedadores, y varias especies de vectores. Los conocimientos sobre la dinámica de transmisión de estos patógenos generalistas son mucho más reducidos, donde, por ejemplo aspectos como el impacto que la diversidad de vectores u hospedadores puede tener sobre la amplificación del patógeno apenas han sido explorados. Por esa razón, el estudio de la transmisión de patógenos por vectores en condiciones naturales requiere un enfoque integrador como el propuesto en esta tesis, que combine el estudio de las comunidades de patógenos, vectores y hospedadores y los factores ambientales que determinan su interacción. En las últimas décadas, el número de enfermedades emergentes se ha incrementado considerándose, en parte, como resultado del cambio global debido, entre otros factores, a la alteración del hábitat natural y el cambio climático. Estas variaciones pueden afectar directamente a la ecología de diferentes enfermedades, muchas de ellas causadas por patógenos transmitidos por vectores, alterando las intensidades de las interacciones vector-hospedador, vector-patógeno o patógeno-hospedador. Cabe destacarse que aproximadamente el 75% de las enfermedades infecciosas emergentes que afectan a los seres humanos mantienen un ciclo vital zoonótico, circulando en la naturaleza a través de poblaciones de vertebrados no humanos. En muchos de estos casos, de hecho, los humanos son solo un hospedador accidental en los que la infección se produce muy raramente. Bajo esa perspectiva, las características del hábitat también se presentan como un elemento fundamental afectando la dinámica de transmisión de los patógenos. Estos efectos tienen un origen multifactorial que pasa por los cambios en la abundancia y diversidad de vectores y de potenciales hospedadores. Varios autores han señalado que la biodiversidad, entendida como riqueza de especies (número de especies diferentes en una localidad), podría jugar un papel fundamental en el control de la epidemias reduciendo la circulación de patógenos, generando un gran debate sobre la importancia de la biodiversidad en el funcionamiento de los ecosistemas. Sin embargo, modelos teóricos recientes sugieren que una mayor biodiversidad de hospedadores puede producir tanto un efecto de dilución (disminución del riesgo de transmisión a humanos u otros organismos focales) como un efecto de amplificación (aumentando el riesgo de transmisión) dependiendo de las características de los patógenos, los reservorios y el comportamiento de los vectores. Aspectos tales como la presencia de determinadas especies en particular por un aumento en la riqueza de especies en un medio podría afectar estas asociaciones. De este modo, considerar la biodiversidad como una medida de la abundancia relativa de cada especie en el medio, y no como la presencia de diferentes especies, podría afectar en gran medida a las predicciones realizadas en este contexto. En esta tesis se estudiarán principalmente dos patógenos transmitidos por mosquitos, como modelos de estudio. Los mosquitos son los principales transmisores de importantes patógenos como los de la malaria, fiebre amarilla o dengue, que ocasionan cuantiosas pérdidas humanas y animales con implicaciones económicas a escala global. Estos sistemas de transmisión engloban tres organismos fundamentales, los hospedadores vertebrados (incluyendo fauna silvestre y doméstica y los seres humanos), los mosquitos como organismos vectores y los patógenos. Tradicionalmente, el estudio de las interacciones entre estos organismos se realizaba parcialmente, dos a dos. No obstante, desde un punto de vista ecosistémico, como ocurre en la naturaleza, es esencial no solo estudiar la interacción entre cada uno de los actores, sino también comprender este proceso con una perspectiva general. Bajo dicho enfoque, el principal objetivo de esta tesis es testar el efecto de la biodiversidad sobre la transmisión de dos patógenos transmitidos por mosquitos: el virus West Nile y los parásitos de la malaria aviar. El virus West Nile (WNV) es un arbovirus de la familia Flaviviridae (flavivirus) para el que las aves son su hospedador primario. De manera accidental, este virus puede producir la infección tanto en mamíferos de interés ganadero (p. ej. caballos) como en humanos. El WNV es un virus re-emergente del viejo mundo, donde ha provocado numerosos brotes en Eurasia y África, su área histórica de distribución. En 1999, el virus se extendió a Norteamérica donde provocó una alta mortalidad en aves y afectó a miles de personas. En el caso de España, parte de la población humana que vive cerca de humedales presenta anticuerpos frente al WNV y aunque escasos, a lo largo de los últimos años se han venido registrando casos de encefalitis en estas poblaciones. En 2004 se registró un caso clínico en humanos en Badajoz y en 2010 dos casos clínicos en la provincia de Cádiz. Más recientemente, durante el año 2016 se han citado tres casos más de posible infección por este virus en poblaciones de Andalucía. Se considera que las aves migratorias pueden actuar como vector de dispersión del WNV, no obstante, donde se la dinámica de transmisión del virus se ha venido estudiando más extensivamente, como en el caso de Doñana y su entorno, existen fuertes evidencias de la circulación activa y permanente del virus en el medio. Por otro lado, en esta tesis se ha estudiado los parásitos sanguíneos de la malaria aviar, entendiéndolos en sentido amplio, incluyendo tanto a los parásitos del género Plasmodium, como los géneros filogenéticamente relacionados Haemoproteus y Leucocytozoon. Aunque los principales vectores de cada uno de estos tres géneros de parásitos difiere, siendo Plasmodium los únicos transmitidos por mosquitos, los ciclos de vida de todos ellos son muy similares incluyendo a las aves como hospedadores vertebrados y diferentes grupos de insectos hematófagos en los que los parásitos desarrollan su reproducción sexual. En conjunto, todos estos patógenos representan un sistema modelo perfecto para los estudios de ecología del parasitismo y de transmisión de enfermedades por insectos vectores. Las especies del género Plasmodium que infectan a las aves se comportan como parásitos generalistas, siendo transmitidos por mosquitos de diferentes géneros, entre los que destacan aquellos del género Culex. Precisamente este aspecto de la transmisión de Plasmodium es un área de estudio en reciente expansión gracias al uso de técnicas moleculares que están poniendo de manifiesto interesantes interacciones entre multitud de insectos potenciales vectores y distintos linajes genéticos de Plasmodium. El ciclo vital de este parásito, al igual que ocurre en la transmisión de los arbovirus, requiere de la participación del insecto hematófago vector, el cual tiene que alimentarse de la sangre de un ave infectada. Recientes estudios han señalado que el actual panorama de cambio climático podría estar favoreciendo un incremento en la prevalencia de infección por malaria en aves, especialmente en África y Europa. Los parásitos de la malaria aviar tienen efectos adversos sobre el estado de salud, éxito reproductor y probabilidad de supervivencia de las aves silvestres, pero a diferencia del WNV, causan infecciones crónicas. Esto permite trabajar directamente con la prevalencia del parásito en lugar de tener que recurrir a la detección de anticuerpos como en el caso del WNV. Para cumplir con el objetivo general de esta tesis hemos trabajado en tres diferentes niveles explorando las interacciones entre los patógenos y sus vectores, los patógenos y los hospedadores y finalmente, un análisis general donde se testa la hipótesis del efecto de la diversidad sobre la transmisión de patógenos.1) En el primer bloque se incluyen 3 capítulos abordando los siguientes objetivos: - identificar el efecto de las alteraciones del hábitat por los seres humanos sobre la comunidad de mosquitos vectores de patógenos, - estudiar la variación temporal y los efectos de las preferencias de alimentación de los mosquitos sobre la amplificación y transmisión de los parásitos de la malaria aviar por mosquitos, - investigar la red de transmisión de los parásitos de la malaria aviar por Culicoides que infectaban a las aves silvestres. Para ello, se caracterizarán las poblaciones de mosquitos de áreas naturales, rurales y urbanas del Sur de España, explorando las interacciones entre factores ambientales tales como el uso del suelo, el nivel de urbanización, de características hidrológicas y de vegetación con las comunidades de mosquitos (medidas en términos de diversidad y riqueza de especies) y cuantificando las poblaciones de las especies más comunes en este área. Las actividades humanas previsiblemente determinan la composición de las comunidades mosquitos y además inciden en el riesgo de que los humanos entren en contacto con los patógenos que transmiten. Los estudios que he desarrollado han permitido caracterizar la dinámica espacial de las distintas especies de mosquitos presentes en Andalucía Occidental comparando las comunidades de mosquitos en 45 localidades de las provincias de Cádiz, Huelva y Sevilla. Se identificaron así las características ambientales que más afectan a la composición y abundancia de la comunidad de mosquitos, entre las que destacarían la superficie urbanizada y natural del entorno, la distancia a fuentes de agua aptas para la cría de los mosquitos o la densidad poblacional (Capítulo 1). Estos resultados evidencian el fuerte impacto de la urbanización del medio sobre la composición y abundancia de mosquitos. Una vez conocidos los factores que determinan la comunidad de insectos vectores, en el segundo y tercer capítulo se estudiará la dinámica de transmisión de los parásitos de la malaria aviar por parte de estos vectores, investigando su variación temporal, su grado de especificidad y el efecto del comportamiento de alimentación utilizando para ello dos modelos de estudio, los mosquitos y los jejenes del género Culicoides. Mediante técnicas moleculares de amplificación y secuenciación de ADN hemos determinado el estado de infección de los mosquitos por Plasmodium e identificado los patrones de alimentación de estos vectores. Hemos encontrado que el comportamiento de alimentación influenció la tasa de infección por parásitos aviares en los mosquitos, presentando aquellas especies ornitofílicas (que preferían alimentarse en aves) valores más altos respeto a los especies más encuentran en los mamíferos su principal fuente de alimento. Al mismo tiempo, la tasa de infección en mosquitos aumentó entre las estaciones del año, alcanzando su máxima prevalencia en otoño. Finalmente, no se identificaron claras diferencias en la prevalencia de cada linaje genético con respecto a las especies de mosquitos, lo que sugiere una baja especificidad en la transmisión de estos patógenos por las diferentes especies de mosquitos presentes en el área (Capítulo 2). Además, se estudió la diversidad de parásitos de la malaria aviar transmitidos por Culicoides y la prevalencia y diversidad de estos parásitos en aves acuáticas del entorno de Doñana con el fin de identificar las potenciales redes de transmisión de estos parásitos. Utilizando una aproximación molecular, se identificaron algunos nodos de la red parásitos-vectores-aves mediante la comparación de linajes de Plasmodium y Haemoproteus aislados en los insectos con aquellos que infectaban a las aves silvestres, incluyendo algunas especies amenazadas. En conjunto, estos tres capítulos suponen un paso fundamental para identificar los factores que determinan la comunidad de vectores y permiten conocer los patógenos y los factores que determinan la interacción con estos vectores en el área. Este paso es esencial para abordar el estudio de las redes de transmisión de estos patógenos en condiciones naturales (Capítulo 3). 2) En el segundo bloque se abordó el estudio de la interacción entre los patógenos y los hospedadores vertebrados, afrontando los siguientes objetivos: - determinar la prevalencia de anticuerpos frente a WNV en aves presentes en áreas próximas a granjas con de interés ganadero. - investigar el impacto de la composición del hábitat y de la comunidad de mosquitos y vertebrados sobre la comunidad de parásitos del genero Plasmodium. Para ello, primero se caracterizó la prevalencia de anticuerpos de WNV en diferentes poblaciones de aves silvestres, mayoritariamente paseriformes, de Andalucía Occidental. Durante el año 2013, se constató la circulación local del WNV en aves en lugares próximos a zonas con brotes declarados en caballos. Anticuerpos contra el WNV fueron confirmados en un ejemplar juvenil de curruca cabecinegra (Sylvia melanocephala) residente, suponiendo el primer apoyo a la transmisión local del WNV en el sur de España durante 2013 (Capítulo 4). Cabe destacar la metodología empleada en este estudio, donde las muestras fueron primero testadas utilizando un kit ELISA específico para flavivirus en aves y posteriormente confirmadas por pruebas de neutralización utilizando formas víricas de frente a los virus WNV y USUTU. Seguidamente se estudió como las características del hábitat y de las comunidades de vectores y vertebrados (aves y mamíferos), representan un factor clave para determinar la prevalencia y diversidad de parásitos de la malaria aviar en las aves silvestres. La dinámica de transmisión de los parásitos de la malaria aviar del género Plasmodium, puede verse afectada por la estructura y composición de la comunidad de vectores (distribución, abundancia y diversidad de especies de mosquitos), de la comunidad de vertebrados (por la disponibilidad de hospedadores susceptibles a la infección) y por las características ambientales, probablemente debido a su impacto sobre la biología de vectores y vertebrados (p.ej. uso del suelo). Estos resultados contribuyen a la comprensión de la variación geográfica observada en los linajes de Plasmodium y la dinámica de transmisión de patógenos transmitidos por mosquitos en el medio silvestre. Elegimos al gorrión común como organismo modelo de este estudio porque es una especie generalista que se puede muestrear en localidades con distinto grado de perturbación antrópica permitiendo la comparaciones entre diferentes tipos de hábitat (ver capítulo 1), además de ser un hospedador competente para la transmisión de los parásitos de la malaria aviar y WNV (ver capítulos sucesivos). Basándonos en información previa, el estudio se centró en las especies de mosquitos del género Culex, debido a su abundancia e implicación en la transmisión de Plasmodium (de acuerdo a capítulo 2). En particular, se identificó como la prevalencia, diversidad y riqueza de los linajes de Plasmodium se veían afectados por i) la comunidad de mosquitos; ii) las comunidades de aves y mamíferos; iii) las características ambientales, siendo la distancia a diferentes fuentes de agua, entre otras, variables ambientales las que pudieran afectar en mayor medida en la dinámica de transmisión de estos parásitos. Se identificó como factores ligados a la comunidad de hospedadores fueron más relevantes para identificar los patrones de variación de la riqueza de parásitos en las diferentes localidades, mientras que aspectos ligados a la comunidad de vectores fueron más determinantes para explicar la prevalencia de parásitos en las aves (Capítulo 5). En conjunto, estos estudios permitieron identificar la prevalencia y diversidad de patógenos transmitidos por vectores que infectan a las aves silvestres e identificar aquellos factores que determinan su dinámica de transmisión. 3) En el tercer bloque se pretende determinar los efectos potenciales de la biodiversidad en general, o la presencia de algunas especies de vector y/o hospedador, sobre la dinámica de transmisión de patógenos aviares, englobando los siguientes objetivos: - estudiar la importancia de las poblaciones de diferentes especies de mosquitos sobre la transmisión de WNV a las aves silvestres. - determinar el papel de la diversidad de la comunidad de mosquitos y vertebrados sobre la amplificación de patógenos transmitidos por vectores. Para ello, se estudió la de la composición de las comunidades de mosquitos (riqueza y abundancia de las especies más comunes) sobre la dinámica de transmisión del WNV en poblaciones de aves silvestres, utilizando el gorrión común como modelo de estudio. Se observaron asociaciones entre las abundancias de diferentes especies de mosquitos y la seroprevalencia del WNV en las aves (medida de acuerdo al Capítulo 4), aunque el sentido de estas asociaciones difirió en función de su patrón de alimentación de los mosquitos y su riesgo relativo de transmisión de este patógeno. De acuerdo a lo esperado según estudios previos, se observó que la abundancia de Culex perexiguus mostró una asociación significativa y positiva con la prevalencia de WNV en las diferentes poblaciones de aves (Capítulo 6). El hecho de que las aves con anticuerpos frente a WNV se encontraron en áreas naturales y rurales (con baja densidad de población humana) podría explicar la baja incidencia de WNV en los seres humanos en el área de estudio, a pesar de la circulación local del virus. Además, hemos proporcionado pruebas de la importancia de la vigilancia de mosquitos para comprender los ciclos naturales de WNV y otros flavivirus en la naturaleza, confirmado el papel crucial de la especie Culex perexiguus en la circulación del WNV en el Sur de España. Finalmente, integrando los conocimientos adquiridos en los capítulos anteriores sobre la ecología de las interacciones de patógenos transmitidos por vectores y sus interacciones con la comunidad de mosquitos y de vertebrados, se testó la hipótesis del efecto dilución en nuestro sistema compuesto por 4 patógenos aviares transmitidos por diferentes vectores (Capítulo 7). Esto permitió determinar los efectos potenciales de la biodiversidad en general, y de la presencia de distintas especies en particular, sobre la amplificación de estos patógenos y su transmisión a humanos u otras especies de interés ganadero. Para ello, se utilizó el gorrión común como modelo de hospedador vertebrado y datos de censos de las comunidad de aves y mamíferos ya empleados en capítulos anteriores. Se encontró que no existe una relación significativa en término general que nos permita asumir que la biodiversidad tenga un efecto dilución sobre la transmisión del WNV y de los parásitos de los géneros Plasmodium, Haemoproteus y Leucocytozoon, no encontrando apoyando para la universalidad de este fenómeno. No obstante, las complejas relaciones entre la biodiversidad y la epidemiología de los patógenos transmitidos por vectores pueden estar impulsadas por otros factores, incluyendo la presencia de ciertas especies en particular de hospedadores y/o de vectores en el ecosistema. Por eso, estudios de este tipo son fundamentales para comprender mejor la importancia de la biodiversidad de las comunidades de vectores y vertebrados sobre el riesgo de transmisión de patógenos y desarrollar estrategias de gestión (es decir, planes de control de plagas de mosquitos o de vacunas de aves en las ciudades más afectadas) para reducir su riesgo de transmisión y amplificación. En conjunto, en esta tesis se une el estudio de la biodiversidad de las comunidades de vertebrados (hospedadores) y la ecología de los vectores (mosquitos), para intentar comprender la heterogeneidad de las dinámicas espaciales en la distribución de los patógenos WNV y Plasmodium, así como el riesgo de exposición de los distintos grupos de vertebrados en hábitats naturales y antropizados. He investigado la dinámica de transmisión de estos patógenos con un enfoque integrativo, partiendo de la descripción de los factores que afectan la comunidad de vectores y su interacción con diferentes grupos de patógenos, para continuar abordando el estudio de los factores bióticos y abióticos que determinan la infección de las aves silvestres y finalmente identificar como la biodiversidad en general determina la exposición y éxito de transmisión a las aves de los patóge

Ecological Effects on the Dynamics of West Nile Virus and Avian Plasmodium: The Importance of Mosquito Communities and Landscape

Humans and wildlife are at risk from certain vector-borne diseases such as malaria, dengue, and West Nile and yellow fevers. Factors linked to global change, including habitat alteration, land-use intensification, the spread of alien species, and climate change, are operating on a global scale and affect both the incidence and distribution of many vector-borne diseases. Hence, understanding the drivers that regulate the transmission of pathogens in the wild is of great importance for ecological, evolutionary, health, and economic reasons. In this literature review, we discuss the ecological factors potentially affecting the transmission of two mosquito-borne pathogens circulating naturally between birds and mosquitoes, namely, West Nile virus (WNV) and the avian malaria parasites of the genus Plasmodium. Traditionally, the study of pathogen transmission has focused only on vectors or hosts and the interactions between them, while the role of landscape has largely been ignored. However, from an ecological point of view, it is essential not only to study the interaction between each of these organisms but also to understand the environmental scenarios in which these processes take place. We describe here some of the similarities and differences in the transmission of these two pathogens and how research into both systems may facilitate a greater understanding of the dynamics of vector-borne pathogens in the wild

On the study of the transmission networks of blood parasites from SW Spain: diversity of avian haemosporidians in the biting midge Culicoides circumscriptus and wild birds

Abstract Background Blood-sucking flying insects play a key role in the transmission of pathogens of vector-borne diseases. However, at least for the case of avian malaria parasites, the vast majority of studies focus on the interaction between parasites and vertebrate hosts, but there is a lack of information regarding the interaction between the parasites and the insect vectors. Here, we identified the presence of malaria and malaria-like parasite lineages harbored by the potential vector Culicoides circumscriptus (Kieffer). Also, we identified some nodes of the transmission network connecting parasite lineages, potential insect vectors and avian hosts by comparing Haemoproteus and Plasmodium lineages isolated from insects with those infecting wild birds in this and previous studies. Methods Using a molecular approach, we analysed the presence of blood parasites in a total of 97 biting midges trapped in the Doñana National Park (SW Spain) and surrounding areas. Also, 123 blood samples from 11 bird species were analyzed for the presence of blood parasite infections. Blood parasites Haemoproteus and Plasmodium were identified by amplification of a 478 bp fragment of the mitochondrial cytochrome b gen. Results Thirteen biting midges harboured blood parasites including six Haemoproteus and two Plasmodium lineages, supporting the potential role of these insects on parasite transmission. Moreover, ten (8.1%) birds carried blood parasites. Seven Plasmodium and one Haemoproteus lineages were isolated from birds. Overall, six new Haemoproteus lineages were described in this study. Also, we identified the transmission networks of some blood parasites. Two Haemoproteus lineages, hCIRCUM03 and GAGLA03, were identical to those isolated from Corvus monedula in southern Spain and Garrulus glandarius in Bulgaria, respectively. Furthermore, the new Haemoproteus lineage hCIRCUM05 showed a 99% similarity with a lineage found infecting captive penguins in Japan. Conclusions The comparison of the parasite lineages isolated in this study with those previously found infecting birds allowed us to identify some potential nodes in the transmission network of avian blood parasite lineages. These results highlight the complexity of the transmission networks of blood parasites in the wild that may involve a high diversity of susceptible birds and insect vectors.This study was funded by projects CGL2009-11445 and CGL2012-30759 from the Spanish Ministry of Science and Innovation and co-financed by P07-RNM-02511 and P11-RNM-7038 of the Junta de Andalucía, European Regional Development Funds and by EU grant FP7-261391 EuroWestNile EU grant HEALTH.2010.2.3.3-3 and grant FP7-261504 EDENext. This article is catalogued by the EDENext Steering Committee as EDENext143. The authors also thank the Unit of Information Resources for Research (URICI-CSIC) for the co-financing of this publication in Open Access.the authors also thank the Unit of Information Resources for Research (URICI-CSIC) for the co-financing of this publication in Open AccessPeer Reviewe

Oxidative status in relation to blood parasite infections in house sparrows living along an urbanization gradient

Living organisms are exposed to a wide range of substances - internal and external - which act like reactive oxygen species (ROS). Oxidative damage accurs when the balance between ROS and antioxidant defenses is altered. Urbanization and parasite infection are both important sources of ROS with different harmful effects on wildlife health, but the potential synergies between both factors are poorly known. Here, we analyse the oxidative stress of wild juvenile male house sparrows (Passer domesticus) along an urbanization gradient in relation to the infection status by three common blood parasites (Plasmodium, Haemoproteus and Leucocytozoon) and bird body condition. We analysed samples from 688 birds captured at 45 localities from southern Spain grouped into triplets including an urban, a rural and a natural habitat, with 15 localities per habitat type. We measured i) thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) levels as indicator of the oxidative damage to lipids, and the activity of three antioxidant enzymes ii) glutathione peroxidase (GPx), iii) superoxide dismutase (SOD) and iv) glutathione reductase (GR) as indicators of bird's antioxidant capacity. Birds infected with Haemoproteus and urban birds showed significantly and marginally higher levels of TBARS than uninfected and rural birds, respectively. The relationship between TBARS and body condition is different regarding the infection status (significative) and habitat (marginally significant) being negative for Haemoproteus infected and urban birds but positive for uninfected and non-urban birds. The antioxidant activity was significantly lower in Plasmodium infected birds but marginally higher in Leucocytozoon infected birds than in uninfected ones. Individuals with higher body condition had higher GPx and SOD activity in relation to a lower GR activity. Overall, these results suggest that blood parasites infections and urbanization affect the oxidative status of wild birds and highlight the role of bird's body condition on the regulation of the oxidative stress status

West Nile virus neutralizing antibodies in wild birds from southern Spain

West Nile virus (WNV) is an emerging vector-borne arbovirus with a zoonotic life-cycle whose main reservoir hosts are birds. In humans and horses, WNV infections rarely result in clinical disease but on occasions - depending on factors such as climatic conditions, insect communities and background immunity levels in local populations - they can lead to outbreaks that threaten public and animal health. We tested for the presence of WNV antibodies in 149 birds belonging to 32 different species. Samples were first tested using a bird-specific ELISA kit and then both positive and doubtful results were confirmed by neutralization tests using WNV and Usutu virus. WNV antibodies were confirmed in a resident Sylvia melanocephala juvenile, supporting the idea of local transmission of WNV in southern Spain in 2013. In addition, the serum from an adult blackbird (Turdus merula) showed neutralization of both WNV and Usutu virus. We discuss our results in light of the occurrence of WNV on horse farms in southern Spain in 2013.Peer reviewe

Comparaison des patrons d’abondance et de diversité des oiseaux cavitaires dans des habitats méditerranéens

Hole-nesting birds include species highly dependent on old trees or dead wood for nesting, roosting, breeding and feeding. In this study we characterize the assemblages of these species occurring in five different habitat types located in a heterogeneous Mediterranean landscape. We used the point count method. In all habitat types, tits (Parus major and Cyanistes caeruleus) were the most abundant species, except in beech forests, where Sitta europaea showed the highest mean abundance. Hole nesting bird assemblages increase in abundance, richness and diversity, with significant changes from termophilic and sclerophyllous forests (Holm-oak and Cork-oak) to temperate and mesophilic forests (chestnut, Turkey oak and Beech). This pattern reflects the progressive change in vegetation type both due to structure and species composition, ultimately due to progressive change in altitude and local climate. In particular, data at singles species level corroborate that the presence of mature and dead trees (i.e., with high mean diameter) may explain the abundance of Sitta europaea, Picus viridis and Certhia brachydactyla. Our dataset highlights that, for the hole-nesting birds, mesophilous beech and oak Mediterranean forests of biogeographic and conservation concern, represent suitable habitat types for these specialized speciesLes oiseaux cavitaires incluent des espèces très dépendantes des vieux arbres et des bois morts pour nicher, dormir et se nourrir. Dans la présente étude nous caractérisons les assemblages de ces espèces dans cinq types d'habitats différents situés dans un paysage méditerranéen hétérogène. Nous avons utilisé la méthode des points d'écoute. Dans tous les types d'habitats, les mésanges (Parus major et Cyanistes caeruleus) étaient les plus abondantes, sauf dans en hêtraie où Sitta europaea présentait la plus forte abondance moyenne. Les assemblages d'oiseaux cavitaires croissent en abondance, richesse et diversité, avec des changements significatifs, des forêts thermophiles et sclérophylles (Chêne vert et Chêne-liège) aux forêts tempérées er mésophiles (Châtaignier, Chêne turc et Hêtre). Ce patron reflète le changement progressif de la structure et de la composition spécifique des types de végétation en fonction de celui de l'altitude et du climat local. En particulier les données considérées au niveau spécifique confirment que la présence d'arbres matures et d'arbres morts (i.e. de gros diamètre) expliquerait l'abondance de Sitta europaea, Picus viridis et Certhia brachydactyla. Nos données soulignent combien, pour les oiseaux cavitaires, les forêts mésophiles méditerranéennes de hêtres et de chênes, importantes au plan biogéographique et à celui de la conservation, représentent de bons types d'habitats pour ces espèces spécialisées

Spatial distribution and temporal dynamics of invasive and native mosquitoes in a large Mediterranean city

Mosquitoes, including invasive species like the Asian tiger mosquito Aedes albopictus, alongside native species Culex pipiens s.l., pose a significant nuisance to humans and serve as vectors for mosquito-borne diseases in urban areas. Under- standing the impact of water infrastructure characteristics, climatic conditions, and management strategies on mosquito oc- currence and effectiveness of control measures to assess their implications on mosquito occurrence is crucial for effective vector control. In this study, we examined data collected during the local vector control program in Barcelona, Spain, focusing on 234,225 visits to 31,334 different sewers, as well as 1817 visits to 152 fountains between 2015 and 2019. We investigated both the colonization and recolonization processes of mosquito larvae within these water infrastructures. Our findings re- vealed higher larval presence in sandbox-sewers compared to siphonic or direct sewers, and the presence of vegetation and the use of naturalized water positively influenced larval occurrence in fountains. The application of larvicidal treatment significantly reduced larvae presence; however, recolonization rates were negatively affected by the time elapsed since treat- ment. Climatic conditions played a critical role in the colonization and recolonization of sewers and urban fountains, with mosquito occurrence exhibiting non-linear patterns and, generally, increasing at intermediate temperatures and accumulated rainfall levels. This study emphasizes the importance of considering sewers and fountains characteristics and climatic condi- tions when implementing vector control programs to optimize resources and effectively reduce mosquito populations

Filarial worm circulation by mosquitoes along an urbanization gradient in southern Spain

Mosquitoes are the main vectors of pathogens affecting wild animals, livestock and humans. Here, we used molecular tools to assess the local circulation of filarial parasites in mosquitoes collected during 2013 from natural, rural and urban habitats from southern Spain. We screened parasites in 22,791 female mosquitoes of the genera Aedes, Culex and Culiseta. Filarial worms were only detected in two mosquito pools. An Ae. caspius pool was positive for Setaria equina and an unidentified worm related to Onchocerca was detected in a Cx. pipiens pool. None of the mosquito pools were positive for Dirofilaria. These results underlay the role of Ae. caspius in the transmission of Setaria parasites among livestock and/or wildlife to humans in southern Spain.Ministerio de Ciencia e Innovació

A call to arms: setting the framework for a code of practice for mosquito management in European wetlands

1. Wetlands provide multiple services to human societies. Despite policies dedicated to their protection, current European policies do not address the need to balance mosquito management approaches to mitigate dis‐services to human health and well‐being while ensuring that wetland conservation goals are met. 2. Herein, we outline criteria for consideration when developing mosquito control programmes in European wetlands that will allow managers and public health authorities to adopt effective and ecologically sound approaches. 3. Synthesis and applications . The proposed code of practice provides practical advice to local authorities and those involved in mosquito control in order to design an integrated mosquito management strategy that aligns with current environmental legislation. Although this code of practice was developed by European experts, it is transferable to other geographical contexts, integrating the expertise and knowledge of local stakeholders and researchers from the fields of medical entomology, human and animal health and ecology

Circulation of zoonotic flaviviruses in wild passerine birds in Western Spain

We explore the presence of zoonotic flaviviruses (West Nile virus (WNV) and Usutu virus (USUV)) neutralizing antibodies in rarely studied passerine bird species. We report, for the first time in Europe, WNV-specific antibodies in red avadavat and cetti's warbler, and USUV in yellow-crowned bishop. The evidence of WNV and USUV circulating in resident and migratory species has implications for both animal and public health. Future outbreaks in avian reservoir hosts may occur and passerines should be considered as priority target species in flavivirus surveillance programmes.This work was funded by Consejería de Economía e Infraestructura of the Junta de Extremadura and the European Regional Development Fund, a Way to Make Europe, through the research project (grant numbers IB20089 and IB16135), and PR (19_ECO_0070) project Aves y Enfermedades Infecciosas Emergentes: Impacto de las Especies Exóticas y Migratorias en la transmisión de Malaria aviar y el virus del Nilo Occidental - AvEIEs from Ayudas Fundación BBVA a Equipos de Investigación Científica 2019. CISA (INIA-CSIC) was funded by INIA projects number E-RTA2015–00002-CO2–01 and AEI PID2020–116768RR-C21. MF was supported by a Juan de la Cierva 2017 Formación contract (FJCI-2017–34394) from the Ministry of Science, Innovation and Universities, and she is currently funded by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Sklodowska-Curie (grant agreement No 844285, ‘EpiEcoMod’). JM was supported by a postdoctoral grant from the Juan de la Cierva Subprogram (FJCI-2017–34109), with the financial sponsorship of the MICINN. FG-C is supported by Ayudas a la Formación Investigador Predoctoral 2018 (PD18056) from the Extremadura Government. PA-S is supported by an FPI-SGIT predoctoral contract from INIA/CISA.Peer reviewe