Increased adult Aedes aegypti and Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae) abundance in a dengue transmission hotspot, compared to a coldspot, within Kaohsiung City, Taiwan

Abstract

The assumption that vector abundance differences might drive spatial and temporal heterogeneities in vector-borne disease transmission is common, though data supporting it is scarce. Here, we present data from two common mosquito species Aedes aegypti (Linnaeus) and Culex quinquefasciatus Say, biweekly sampled as adults, from March 2016 through December 2017, with BG-sentinel traps in two neighboring districts of Kaohsiung City (KC), Taiwan. One district has historically been a dengue transmission hotspot (Sanmin), and the other a coldspot (Nanzih). We collected a total 41,027 mosquitoes, and we found that average mosquito abundance (mean ± S.D.) was higher in Sanmin (Ae. aegypti: 9.03 ± 1.46; Cx. quinquefasciatus: 142.57 ± 14.38) than Nanzih (Ae. aegypti: 6.21 ± 0.47; Cx. quinquefasciatus: 63.37 ± 8.71) during the study period. In both districts, Ae. aegypti and Cx. quinquefasciatus population dynamics were sensitive to changes in temperature, the most platykurtic environmental variable at KC during the study period, a pattern predicted by Schmalhausen’s law, which states that organisms are more sensitive to small changes in environmental variables whose average value is more uncertain than its extremes. Our results also suggest that differences in Ae. aegypti abundance might be responsible for spatial differences in dengue transmission at KC. Our comparative approach, where we also observed a significant increment in the abundance of Cx. quinquefasciatus in the dengue transmission hotspot, suggests this area might be more likely to experience outbreaks of other vector borne diseases and should become a primary focus for vector surveillance and control.

La suposición de que las diferencias en la abundancia de los vectores podrían impulsar la transmisión de enfermedades transmitidas por vectores, aunque los datos que la apoyan son escasos. Aquí presentamos datos de dos especies comunes de mosquitos, Aedes aegypti (Linnaeus) y Culex quinquefasciatus Say, muestreados quincenalmente como adultos, desde marzo de 2016 hasta diciembre de 2017, con trampas BG-sentinel en dos distritos vecinos de la ciudad de Kaohsiung (KC), Taiwán. Uno de los distritos históricamente un punto caliente de transmisión del dengue (Sanmin), y el otro un punto frío (Nanzih). Recogimos un total de 41.027 mosquitos, y descubrimos que la abundancia media de mosquitos (media ± D.S.) era mayor en Sanmin (Ae. aegypti: 9,03 ± 1,46; Cx. quinquefasciatus: 142,57 ± 14,38) que en Nanzih (Ae. aegypti: 6,21 ± 0,47; Cx. quinquefasciatus: 63,37 ± 8,71) durante el periodo de estudio. En ambos distritos, la dinámica poblacional de Ae. aegypti y Cx. quinquefasciatus fue sensible a los cambios de temperatura, la variable ambiental más platicúrtica en KC durante el periodo de estudio, un patrón predicho por la ley de Schmalhausen, que establece que los organismos son más sensibles a pequeños cambios en variables ambientales cuyo valor medio es más incierto que sus extremos. También sugieren que las diferencias en la abundancia de Ae. aegypti podrían ser responsables de las diferencias espaciales en la transmisión del dengue en KC. Nuestro enfoque comparativo, en el que también observamos un significativo de la abundancia de Cx. quinquefasciatus en el punto caliente de transmisión del dengue, sugiere que esta zona podría ser más propensa a experimentar brotes de otras enfermedades transmitidas por vectores y debería convertirse en la vigilancia y el control de los vectores.