Host life history strategy, species diversity, and habitat influence Trypanosoma cruzi vector infection in changing landscapes

Abstract

Background: Anthropogenic land use may influence transmission of multi-host vector-borne pathogens by changing diversity, relative abundance, and community composition of reservoir hosts. These reservoir hosts may have varying competence for vector-borne pathogens depending on species-specific characteristics, such as life history strategy. The objective of this study is to evaluate how anthropogenic land use change influences blood meal species composition and the effects of changing blood meal species composition on the parasite infection rate of the Chagas disease vector Rhodnius pallescens in Panama. Methodology/Principal Findings: R. pallescens vectors (N = 643) were collected in different habitat types across a gradient of anthropogenic disturbance. Blood meal species in DNA extracted from these vectors was identified in 243 (40.3%) vectors by amplification and sequencing of a vertebrate-specific fragment of the 12SrRNA gene, and T. cruzi vector infection was determined by pcr. Vector infection rate was significantly greater in deforested habitats as compared to contiguous forests. Forty-two different species of blood meal were identified in R. pallescens, and species composition of blood meals varied across habitat types. Mammals (88.3%) dominated R. pallescens blood meals. Xenarthrans (sloths and tamanduas) were the most frequently identified species in blood meals across all habitat types. A regression tree analysis indicated that blood meal species diversity, host life history strategy (measured as rmax, the maximum intrinsic rate of population increase), and habitat type (forest fragments and peridomiciliary sites) were important determinants of vector infection with T. cruzi. The mean intrinsic rate of increase and the skewness and variability of rmax were positively associated with higher vector infection rate at a site. Conclusions/Significance: In this study, anthropogenic landscape disturbance increased vector infection with T. cruzi, potentially by changing host community structure to favor hosts that are short-lived with high reproductive rates. Study results apply to potential environmental management strategies for Chagas disease.

Antecedentes: El uso antropogénico de la tierra puede influir en la transmisión de patógenos transmitidos por vectores la diversidad, la abundancia relativa y la composición de la comunidad de hospedadores. Estos hospedadores de reservorio pueden tener una competencia competencia para los patógenos transmitidos por vectores en función de las características específicas de cada especie, como la estrategia vital. El objetivo de este estudio es objetivo de este estudio es evaluar cómo el cambio antropogénico del uso de la tierra influye en la composición de las especies de harina de sangre y los efectos del cambio en la composición de las especies de harina de sangre en la tasa de infección del vector de la enfermedad de Chagas, Rhodnius pallescens en Panamá. Metodología / Hallazgos principales: Se recolectaron vectores de R. pallescens (N = 643) en diferentes tipos de hábitat a lo largo de un gradiente de perturbación antropogénica. Las especies de harina de sangre en el ADN extraído de estos vectores se identificaron en 243 (40,3%) vectores por amplificación y secuenciación de un fragmento específico de vertebrado del gen 12SrRNA, y la infección del vector de T. cruzi fue por pcr. La tasa de infección del vector fue significativamente mayor en los hábitats deforestados en comparación con los bosques contiguos. Se identificaron 42 especies diferentes de harinas de sangre en R. pallescens, y la composición de especies de las harinas de sangre varió entre los distintos tipos de hábitat. Los mamíferos (88,3%) dominaron las comidas de sangre de R. pallescens. Los xenartros (perezosos y tamandúas) fueron las especies (perezosos y tamandas) fueron las especies más frecuentemente identificadas en las comidas de sangre en todos los tipos de hábitat. Un análisis de árbol de regresión indicó que la diversidad de de la sangre, la estrategia de vida del huésped (medida como rmax, la tasa máxima intrínseca de aumento de la población) y el tipo de hábitat tipo de hábitat (fragmentos de bosque y lugares peridomiciliarios) fueron determinantes importantes de la infección del vector por T. cruzi. La La tasa media de incremento intrínseco y la asimetría y variabilidad de rmax se asociaron positivamente con una mayor tasa de infección del vector en un lugar. de infección del vector en un sitio. Conclusiones/importancia: En este estudio, la perturbación antropogénica del paisaje aumentó la infección del vector con T. cruzi potencialmente al cambiar la estructura de la comunidad de hospedadores para favorecer a los hospedadores de vida corta con altas tasas de reproducción. El estudio Los resultados se aplican a las posibles estrategias de gestión ambiental de la enfermedad de Chagas.