Environmental factors associated with Dictyocaulus viviparus and Fasciola hepatica prevalence in dairy herds from Costa Rica

Abstract

Dictyocaulosis and fasciolosis are parasitic diseases that cause considerable economic losses for owners of farm animals worldwide, with special relevance on fasciolosis because it is an emerging zoonosis. Indirect diagnosis of these diseases through analyses of bulk milk tank samples has allowed carrying out large-scale prevalence studies, while the use of geographical information systems has helped to visualize and determine those variables that affect distribution of these pathogens. This study is intended to describe the spatial distribution of Dictyocaulus viviparus and Fasciola hepatica in dairy herds from Costa Rica, as well as their associated environmental factors. Bulk milk tank samples from 526 dairy herds in the three most important dairy regions of Costa Rica were analyzed using enzyme immunoassays. Results from the farms were subjected to spatial analyses using Holdridge's life zones, relief and soil type environmental layers. Of the total bulk milk tank samples analyzed, 3.8% (n=20) and 3.6% (n= 19) were positive for D. viviparus and F. hepatica, respectively. Moran's I analysis revealed the existence of potential cluster (Moran's I =1.789, z =12.726 p < 0.05) for D. viviparus. Consequently, Getis-Ord General G analysis showed that the spatial distribution of positive farms in the dataset was clustered (Observed General G= 0.015, variance =0.000001, z =12.823, p < 0.05). No significant positive spatial autocorrelation (Moran's I= 0.038, z =0.286, p > 0.0.5) was observed for F. hepatica. Furthermore, a significant difference was detected in the spatial locations of both parasites (latitude p < 0.05, longitude p < 0.05), and about the spatial distribution of both D. viviparus negative and positive farms (latitude p < 0.05, longitude p < 0.05), as well as in F. hepatica negative and positive farms regarding on latitude (p < 0.05), but not on longitude (p > 0.05). In the case of environmental factors, significant differences were found for D. viviparus and F. hepatica with respect to types of soil, precipitation, altitudinal belts, life zones, biotemperature, and elevation.La dicioculosis y la fasciolosis son enfermedades parasitarias que causan considerables pérdidas económicas a los propietarios de animales de granja en todo el mundo, con especial relevancia en la fasciolosis por tratarse de una zoonosis emergente. El diagnóstico indirecto de estas enfermedades mediante el análisis de muestras de los tanques de leche a granel ha permitido realizar estudios de prevalencia a gran escala, mientras que la utilización de sistemas de información geográfica ha ayudado a visualizar y determinar las variables que afectan a la distribución de estos patógenos. El presente estudio tiene por objeto describir la distribución espacial del Dictyocaulus viviparus y la Fasciola hepatica en los rebaños de vacas lecheras de Costa Rica, así como los factores ambientales asociados. Se analizaron muestras de tanques de leche a granel de 526 rebaños lecheros de las tres regiones lecheras más importantes de Costa Rica mediante inmunoensayos enzimáticos. Los resultados de las granjas se sometieron a análisis espaciales utilizando las zonas de vida, el relieve y las capas ambientales de tipo de suelo de Holdridge. Del total de muestras de tanques de leche analizadas, el 3,8% (n = 20) y el 3,6% (n = 19) fueron positivas para D. viviparus y F. hepatica, respectivamente. El análisis del I de Moran reveló la existencia de un cúmulo potencial (I de Moran = 1.789, z = 12.726 p < 0.05) para D. viviparus. En consecuencia, el análisis de Getis-Ord General G mostró que la distribución espacial de las granjas positivas en el conjunto de datos estaba agrupada (Observado General G = 0,015, varianza = 0,000001, z = 12,823, p < 0,05). No se observó ninguna autocorrelación espacial positiva significativa (I de Moran = 0,038, z = 0,286, p > 0,0,5) para F. hepática. Además, se detectó una diferencia significativa en las ubicaciones espaciales de ambos parásitos (latitud p < 0,05, longitud p < 0,05), y en la distribución espacial de las granjas negativas y positivas de D. viviparus (latitud p < 0,05, longitud p < 0,05), así como en las granjas negativas y positivas de F. hepatica en relación con la latitud (p < 0,05), pero no con la longitud (p > 0,05). En el caso de los factores ambientales, se encontraron diferencias significativas para D. viviparus y F. hepatica con respecto a los tipos de suelo, precipitaciones, cinturones altitudinales, zonas de vida, biotemperatura y elevación.