Mosquito Species (Diptera: Culicidae) Persistence and Synchrony Across an Urban Altitudinal Gradient

Abstract

Patterns of mosquito spatial persistence and temporal presence, as well as synchrony, i.e., the degree of concerted fluctuations in abundance, have been scarcely studied at finely grained spatial scales and over altitudinal gradients. Here, we present a spatial persistence, temporal presence, and synchrony analysis of four common mosquito species across the altitudinal gradient of Mt. Konpira in Nagasaki, Japan. We found that Aedes albopictus (Skuse) was more frequently found at the mountain base. In contrast, Aedes japonicus (Theobald) and Aedes flavopictus Yamada were common higher in the mountain, while Armigeres subalbatus (Coquillet) was uniformly present across the mountain, yet less frequently than the other species during the studied period. Our analysis showed that these spatial heterogeneities were associated with differences in land scape and microclimatic elements of Mt. Konpira. Temporally we found that presence across sampling loca tions was mainly synchronous across the four species and positively associated with rainfall and temperature. With the exception of Ae albopictus, where no significant synchrony was observed, mosquito species mainly showed flat synchrony profiles in Mt. Konpira when looking at the geographic (2-D) distance between their sam pling locations. By contrast, when synchrony was studied across altitude, it was observed that Ae. flavopictus tracked the temperature synchrony pattern, decreasing its synchrony with the separation in altitude between sampling locations. Finally, our results suggest that differences in mosquito species persistence, temporal pres ence, and synchrony might be useful to understand the entomological risk of vector-borne disease transmission in urban landscapes.Los patrones de persistencia espacial y presencia temporal de los mosquitos, así como la sincronía, es decir, el grado de fluctuaciones concertadas en la abundancia, han sido escasamente estudiados a escalas espaciales de grano fino y en gradientes altitudinales. Aquí presentamos un análisis de la persistencia espacial, la presencia temporal y la sincronía de cuatro especies de mosquitos comunes a lo largo del gradiente altitudinal del monte Konpira en Nagasaki, Japón. Descubrimos que Aedes albopictus (Skuse) se encontraba con mayor frecuencia en la base de la montaña. En cambio, Aedes japonicus (Theobald) y Aedes flavopictus Yamada eran comunes en la parte alta de la montaña, mientras que Armigeres subalbatus (Coquillet) estaba presente de manera uniforme en toda la montaña, aunque con menor frecuencia que las demás especies durante el periodo estudiado. Nuestro análisis mostró que estas heterogeneidades espaciales estaban asociadas a las diferencias en el paisaje y los elementos microclimáticos del monte Konpira. Temporalmente encontramos que la presencia en los lugares de muestreo fue principalmente sincrónica en las cuatro especies y se asoció positivamente con las precipitaciones y la temperatura. Con la excepción de Ae albopictus, donde no se observó una sincronía significativa, las especies de mosquitos mostraron principalmente perfiles de sincronía planos en el monte Konpira cuando se observó la distancia geográfica (2-D) entre sus lugares de muestreo. Por el contrario, cuando se estudió la sincronía a través de la altitud, se observó que Ae. flavopictus seguía el patrón de sincronía de la temperatura, disminuyendo su sincronía con la separación en altitud entre los lugares de muestreo. Finalmente, nuestros resultados sugieren que las diferencias en la persistencia de las especies de mosquitos, la presencia temporal y la sincronía podrían ser útiles para entender el riesgo entomológico de la transmisión de enfermedades transmitidas por vectores en los paisajes urbanos.