Density dependence, landscape, and weather impacts on aquatic Aedes japonicus japonicus (Diptera: Culicidae) abundance along an urban altitudinal Gradient

Abstract

The Asian Bush Mosquito, Aedes (Finlaya) japonicus japonicus (Theobald) is an important globally invasive mosquito species. In comparison with other major invasive mosquitoes, relatively little is known about Ae. j. japonicus population dynamics in the field. Here, we present results from a 54-biweek long study of Ae. j. japonicus abundance in ovitraps set across the altitudinal gradient of Mt. Konpira, Nagasaki, Japan. Spatially, we found that Ae. j. japonicus fourth instar larvae (Aj4il) were more abundant at the base and top of Mt. Konpira and in ovitraps with more platykurtic water temperature (WT) distributions. In contrast, we found that temporally Aj4il were more abundant when ovitrap WT was more leptokurtic with 2 weeks of lag, and with high relative humidity SD with 2 months of lag. We also found that Aj4il were unlikely present when ovitrap WT was below 12.41°C. Parameter estimates for the Ricker model suggested that Ae. j. japonicus population growth was under density-dependence regulation, with a stable population dynamics whose fluctuations were associated with changes in ovitrap WT kurtosis and demographic stochasticity. Our results suggest that Aj4il abundance is more sensitive to temperature changes in kurtosis than mean values, potentially limiting the predictive ability of Ae. j. japonicus niche models based on the increase of average temperatures with global warming, and suggesting this mosquito species has a relatively coarse-grained response to temperature changes

El mosquito asiático de los arbustos, Aedes (Finlaya) japonicus japonicus (Theobald), es una importante especie de mosquito invasor a nivel mundial. En comparación con otros mosquitos invasores importantes, se sabe relativamente poco sobre la dinámica de la población de Ae. j. japonicus en el campo. Aquí presentamos los resultados de un estudio de 54 semanas de duración sobre la abundancia de Ae. j. japonicus en ovitrampas colocadas a lo largo del gradiente altitudinal del monte Konpira, Nagasaki, Japón. Espacialmente, encontramos que Ae. j. japonicus en cuarto estadio (Aj4il) eran más abundantes en la base y la cima del monte Konpira y en los ovitrampas con distribuciones de la temperatura del agua (WT) más platicurticas. Por el contrario, encontramos que temporalmente Aj4il era más cuando la WT de las ovitrampas era más leptocúrtica con 2 semanas de retraso, y con una SD de humedad relativa alta con 2 meses de retraso. También encontramos que es poco probable que Aj4il estuviera presente cuando la ovitrap WT estaba por debajo de 12,41°C. Los parámetros estimados para el modelo de Ricker sugieren que el crecimiento de la población de Ae. j. japonicus está regulado por la densidad, con una dinámica poblacional estable cuyas fluctuaciones estaban asociadas a los cambios en la ovitrap WT y la estocasticidad demográfica. Nuestros resultados sugieren que la abundancia de Aj4il es más sensible a la temperatura cambios en la curtosis de la temperatura que en los valores medios, limitando potencialmente la capacidad de predicción de los modelos de nicho de Ae. j. japonicus basados en el aumento de las temperaturas medias con el calentamiento global, y sugieren que esta especie de mosquito tiene una respuesta de grano relativamente grueso a los cambios de temperatura.