Distribution and ecology of selected mosquito species (Diptera: Culicidae) in Germany

Culicidae, auch bekannt als Stechmücken, sind medizinisch bedeutsame Zweiflügler, die als Vektoren eine Vielzahl von Krankheitserregern auf Menschen und Tiere übertragen können. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich einerseits mit der Verbreitung von zwei seltenen Stechmückenarten, welche im Rahmen eines Monitoringprojekts gefangen wurden, und andererseits mit der Ökologie der Asiatischen Tigermücke. Bei allen Arten handelt es sich um thermophile Arten, bei denen angenommen wird, dass der Klimawandel ihre Verbreitung Richtung Norden begünstigt. Dies konnte vor allem für die Art Uranotaenia unguiculata gezeigt werden, da sie an zwei Orten gefunden wurde, die ausgesprochen weit entfernt waren von der einzigen jemals zuvor beschriebenen Nachweisstelle in Deutschland. Obwohl an beiden Fundorten jeweils nur ein einziges adultes Individuum gefangen werden konnte, ergab eine Beprobung von potenziellen Bruthabitaten im darauffolgenden Jahr, dass lokale Reproduktion stattfand. Somit konnte eine ausschließliche Verschleppung von adulten Einzelindividuen weitgehend ausgeschlossen werden. Eine weitere seltene Stechmückenart, die im Zuge des Monitorings nachgewiesen werden konnte, ist Anopheles algeriensis. Diese Art wurde an drei Standorten gefangen, an zwei von ihnen mit einer viel höheren Abundanz als Ur. unguiculata. Den ökologischen Teil dieser Arbeit machen Feld- und Laborexperimente mit Aedes albopictus aus. Sie dienten der Ermittlung der Kältetoleranz der Eier dieser Spezies, die als Vektor für eine Vielzahl von Viren und andere Pathogene gilt. Drei verschiedene Stämme, die aus tropischen, subtropischen und gemäßigten Breiten stammen, wurden niedrigen Temperaturen, welche typischerweise im Winter herrschen, unter Feld- und Laborbedingungen ausgesetzt. Die Experimente belegen, dass alle untersuchten Stämme prinzipiell einen Winter mit einem Temperaturminimum von –8 °C im Feld überleben konnten. Die Laborexperimente konnten hingegen zeigen, dass alle Stämme in der Lage waren, Temperaturen von –10 °C für eine gewisse Zeit zu ertragen. Die Überlebensfähigkeit schwankte je nach Stamm zwischen 2 und 20 Tagen. Dabei hatte der Stamm aus den gemäßigten Breiten eine Kältetoleranz, die nur wenig höher lag als die des subtropischen Stammes. Der tropische Stamm hingegen besaß die geringste Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen, sowohl in den Freiland- als auch in den Laborexperimenten. Diapausierende Eier zeigen nur eine höhere Kältetoleranz nahe den physiologischen Grenzen der jeweiligen Stämme. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass Eier unter fluktuierenden Temperaturen eine bestimmte Minimaltemperatur länger aushalten konnten als unter konstanten Temperaturen. Somit zeigen beide Experimente, dass gewisse Stämme von Ae. albopictus eine sehr hohe Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen haben. Das macht es sehr wahrscheinlich, dass diese invasive Art Winter in Deutschland oder anderen mitteleuropäischen Ländern überleben und ihre Ausbreitung weiter fortschreiten werden. Diese Entwicklung wird epidemiologische Auswirkungen auf die Human- und Veterinärmedizin haben.

Culicidae or mosquitoes are medically important dipterans which can mediate a variety of infectious diseases in animals and humans. This thesis deals with the distribution of two rare mosquito species caught in the framework of a monitoring project in northeastern Germany and the ecology of the Asian tiger mosquito. These species are examples for thermophilic mosquito species which are assumed to be favoured by climate change and thus are spreading northwards. This could especially be shown for Uranotaenia unguiculata, which was found at two locations far away from its only known detection site. Although only one adult was caught at each location, larval evidence in the subsequent year account for an established population rather than the introduction of single individuals. Another rare mosquito species found is Anopheles algeriensis. This species was detected at three different sampling sites, and reached at two of them a much higher abundance than Ur. unguiculata. The ecological part of this thesis includes field and laboratory experiments for studying the low temperature tolerance of eggs of the Asian tiger mosquito, Aedes albopictus, a competent vector of numerous viruses and other pathogens. Three different strains from a tropical, subtropical and temperate origin were exposed to low winter temperatures, both in the field and in a controlled laboratory environment. The field experiments demonstrate that all used strains were capable of withstanding wintry conditions with a minimum temperature of –8 °C. The laboratory experiments pointed out that all strains could endure temperatures of –10 °C for a certain maximum exposure time. This survival exposure time highly depended on the origin of the strain and varied between 2 and 20 days. The temperate strain had a slightly higher tolerance against low temperatures than the subtropical strain. The tropical strain exhibited the lowest performance both in the field and the laboratory experiments. Diapausing eggs had an advantage in regards of cold tolerance only at the physiological limits of the strains. Furthermore, eggs were able to endure minimum temperatures for a longer time under a fluctuating rather than under a constant temperature scenario. The results of both experiments show that there are strains of Ae. albopictus with a quite high ability to endure low temperatures. This makes it rather probable that these invasive species will have no or only minor problems coping with winters in Germany in the future and will continue to spread, which is connected with epidemiological implications for public and veterinary health.

Files

Cite

Citation style:
Could not load citation form.

Access Statistic

Total:
Downloads:
Abtractviews:
Last 12 Month:
Downloads:
Abtractviews:

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved