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UNIVERSIDAD VERACRUZANA DOCTORADO EN CIENCIAS AGROPECUARIAS “DISTRIBUCIÓN ESPACIAL E IDENTIFICACIÓN MORFOLÓGICA DEL COMPLEJO TAXONÓMICO Amblyomma cajennense (sensu lato) EN LAS 10 REGIONES DEL ESTADO DE VERACRUZ, MÉXICO” TESIS PRESENTADA COMO REQUISITO PARA OBTENER EL GRADO DE: DOCTORA EN CIENCIAS AGROPECUARIAS POR: MCA. MARIEL AGUILAR DOMÍNGUEZ DIRECTOR: DRA. DORA ROMERO SALAS DIRECTOR EXTERNO: DR. ADALBERTO PÉREZ DE LEÓN. H. VERACRUZ, VER. NOVIEMBRE, 2018 Mariel Aguilar D Stamp Mariel Aguilar D Stamp Mariel Aguilar D Stamp i DEDICATORIAS A mis padres Por su comprensión, paciencia, apoyo y ayuda en los buenos y malos momentos. Ellos han sido pilares fundamentales para que yo llegara hasta aquí. A mi hermana Por siempre mostrar una cara positiva en todo momento, por tus consejos y sonrisa en cualquier comento a cualquier hora. ¡Te quiero! A mi esposo Por tu apoyo incondicional en todo momento, por tus consejos y por no dejar que me rindiera. Por nunca soltar mi mamo y caminar juntos este difícil pero satisfactorio camino. ¡Te amo! A todas las personas que creyeron en mi para finalizar este proyecto. ii AGRADECIMIENTOS En estas líneas quiero expresar mi más sincero agradecimiento a todas las personas que con su soporte científico y humano han colaborado en la realización de esta investigación. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la aportación de Beca a lo largo de este proyecto. A la Universidad Veracruzana por abrirme las puertas para realizar mis estudios de Doctorado. Agradezco a mi directora y tutora la Dra. Dora Romero Salas, quien me ha guiado por este difícil camino de la investigación por más de 10 años. Agradezco sus sabios consejos, regaños, paciencia y sobre todo por su ayuda en este increíble proyecto. Siempre estaré agradecida por sus enseñanazas, ayuda y sobre todo por su sincera amistad. ¡Gracias por ser como una segunda madre para mi! Al Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA-ARS), principalmente al Laboratorio de Investigación “Knipling-Bushland U.S. Livestock Insects Research Laboratory” por la significativa aportación a este proyecto. Agradezco al Dr. Adalberto Pérez de León, director de este laboratorio y asesor externo por compartir sus conocimientos, por sus acertadas aportaciones sí como críticas constructivas, ayuda y disponibilidad para contribuir para finalizar este proyecto en tiempo y forma. A los integrantes de mi Comité Tutorial por la paciencia, el esfuerzo, dedicación y el apoyo que me brindaron a lo largo de estos años, pero, sobre todo, por estar siempre pendientes de mis avances y guiarme para concluir este proyecto. A la Universidad de Texas A&A, en particular a la Dra. María Esteve Gassent por sus aportaciones desde el inicio de este proyecto y por sus sabios consejos. Al Instituto de Ecología A. C., a la Red de Estudios Moleculares Avanzados y al Laboratorio de Microscopía Avanzada por abrirme las puertas para realizar una estancia académica y brindarme todo el apoyo y facilidades para concluir con los iii objetivos planteados. Agradezco a la Bióloga Greta Hanako por todas sus enseñanzas y compartir generosamente todo su conocimiento, así como por la paciencia y labor de enseñanza. Al Centro de Medicina Tropical por la oportunidad de realizar parte de mi investigación. A la Dra. Ingeborg Becker por aceptarme para realizar una estancia académica. Agradezco muy sinceramente al Dr. Daniel Sokani Sánchez Montes por la paciencia y labor de enseñanza, así como por su impecable contribución a este proyecto. A la Universidad del Valle de Texas Valle del Río Grande por brindarme la oportunidad de realizar una estancia académica. Agradezco a la Dra. Anabel Cruz Romero y a la Dra. Nelly Ibarra Priego por su ayuda y apoyo a lo largo de este camino. Agradezco al Dr. Zeferino García Vázquez (Q.E.P.D) porque gracias a él comenzó mi interés por el maravilloso camino de la ciencia. ¡Un abrazo hasta el cielo! A mis compañeros del laboratorio de parasitología, estudiantes, servicio social y demás por el apoyo y colaboración en las salidas a campo y en el diagnóstico. A los productores que colaboraron en las salidas a campo para la colecta de garrapatas, por su disponibilidad y tiempo dedicado. iv RESUMEN Amblyomma mixtum anteriormente considerada como A. cajennense es una garrapata neotropical que se distribuye ampliamente desde el sur de Texas hasta la parte occidental de Ecuador. Esta garrapata parasita una gran variedad de animales, como el ganado, los caballos incluido el hombre, también es un vector competente de varios patógenos zoonóticos. El objetivo de este estudio fue describir mediante microscopía electrónica la(s) especie(s) encontrada(s) en el estado de Veracruz, México, así como determinar la distribución potencial y analizar la estructura genética de las poblaciones de A. mixtum. Se colectaron garrapatas de las diez regiones naturales de Veracruz, México, un estado endémico de esta garrapata. Fueron 40 machos y 40 hembras los que se sometieron a un análisis de microscopía electrónica, las mediciones obtenidas se analizaron para determinar la especie. Para cada variable analizada, se determinaron las estadísticas descriptivas básicas y, posteriormente, se realizó un análisis de los componentes principales para hembras y machos, dando como resultado de acuerdo con las mediciones que la especie encontrada a lo largo del estado es A. mixtum. El modelado de distribución potencial se realizó utilizando las 19 capas climáticas usando Maxent v. 3.4.1. El modelo indicó una amplia distribución para A. mixtum, con mayor probabilidad de ocurrencia a lo largo del Golfo de México y en una menor proporción de los estados del Pacíficos en México. También mostró un hábitat adecuado en varios países de América Central, como Honduras, Guatemala y Belice. Estos hallazgos se discuten en el contexto de los aspectos geográficos y ecológicos de A. mixtum desde México hasta Ecuador. Por otro lado, para probar la variabilidad intraespecífica de los fragmentos de A. mixtum se amplificó el gen mitocondrial 16s-rRNA y la subunidad 1 del Citocromo Oxidasa (COI). Noventa y seis secuencias se amplificaron a partir de las 50 muestras analizadas (96% de éxito de amplificación). Se detectaron once haplotipos en el gen 16S-rRNA y 10 más para COI. No se detectó diferenciación genética significativa en las poblaciones de A. mixtum muestreadas en el estado de Veracruz, México. v ABSTRACT Amblyomma mixtum formerly considered as A. cajennense is a Neotropical tick that is widely distributed from South Texas to the western part of Ecuador. This generalistic tick parasitizes several hosts taxa, such as cattle, horses, and humans also, is a competent vector of several zoonotic pathogens. For this reason, the aim of this study was to describe by electron microscopy the species found in the state of Veracruz, Mexico, also to determine the potential distribution of A. mixtum to establish potential risk areas for tick-borne pathogen transmission and to analyze the genetic structure of A. mixtum populations. We collected ticks from the ten natural regions of Veracruz, México an endemic state of A. mixtum. 40 males and 40 females were subjected to an electron microscopy analysis, the measurements obtained were analyzed to determine the species. For each variable analyzed, the basic descriptive statistics were determined and subsequently, an analysis of main components for females and males was carried out. Species distribution modelling was done using the 19 climatic layers using Maxent v. 3.4.1. Our model indicated a wide distribution for A. mixtum, with higher probability of occurrencealong the Gulf of Mexico, and in a less proportion of the pacific states of Oaxaca and Chiapas in Mexico. It also showed a suitable habitat in several countries of Central America such as Honduras, Guatemala and Belize in which there are scatered records of this tick. Our findings are discussed in the context of geographic and ecological aspects of A. mixtum from Mexico to Ecuador as a member of the A. cajennense species complex. On the other hand, to test the intra-specific variability of A. mixtum fragments of the mitochondrial gene 16s-rRNA and cytochrome oxidase subunit 1 (COI) were amplified. Ninety-six sequences were amplified from the 50 specimens analyzed (96% amplification success). Eleven haplotypes were detected in 16S- rRNA gene and 10 more for COI. Significant genetic differentiation was not detected in the A. mixtum populations sampled in the state of Veracruz, Mexico. vi ÍNDICE GENERAL DEDICATORIAS...................................................................................................... i AGRADECIMIENTOS ............................................................................................ ii RESUMEN ............................................................................................................ iv ÍNDICE GENERAL ................................................................................................ vi ÍNDICE DE CUADROS ....................................................................................... viii ÍNDICE DE FIGURAS ........................................................................................... ix CAPÍTULO I ........................................................................................................ 10 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................... 10 2. REVISIÓN DE LITERATURA ....................................................................... 12 2.1 Las garrapatas ........................................................................................ 12 2.1.1 Clasificación taxonómica de las garrapatas ......................................... 13 2.1.2 Morfología y fisiología de las garrapatas ......................................... 15 1.2.3 Ecología de las garrapatas exófilas ..................................................... 20 1.2.4 La garrapata Amblyomma cajennense (sensu lato) ......................... 21 1.2.5 Estatus taxonómico de Amblyomma cajennense (s. l.) ................... 22 1.2.6 Características morfológicas de Amblyomma cajennense (s. l.) ...... 23 1.2.8 Distribución geográfica de Amblyomma cajennense (s. l.) .............. 26 1.2.9 Hospederos de Amblyomma cajennense (s. l.) ............................... 27 1.3.10 Ciclo biológico de Amblyomma cajennense (s. l.) .......................... 28 1.2.11 Transmisión de patógenos ............................................................. 31 1.3 Métodos de captura de garrapatas ..................................................... 32 1.3.1 Captura de garrapatas por contacto directo con la vegetación ........ 33 vii 1.3.2 Captura de garrapatas con dispositivos atrayentes ......................... 34 1.4 La Microscopía Electrónica de Barrido ................................................ 34 1.5 Importancia del uso de modelos de distribución de especies ............. 35 2 HIPÓTESIS ............................................................................................... 37 3 OBJETIVOS .............................................................................................. 38 3.2 Objetivo general .................................................................................. 38 3.3 Objetivos específicos .......................................................................... 38 4 REFERENCIAS ........................................................................................ 39 CAPÍTULO II ....................................................................................................... 46 Genetic structure analysis of Amblyomma mixtum populations in Veracruz State, Mexico. ............................................................................................................. 46 CAPÍTULO III ...................................................................................................... 47 Morphometrtics of Amblyomma mixtum in the state of Veracruz, Mexico ........ 47 CAPITULO IV ...................................................................................................... 61 POTENTIAL DISTRIBUTION OF Amblyomma mixtum (Koch, 1844) .............. 61 CAPÍTULO V ....................................................................................................... 77 DISCUSIONES GENERALES .......................................................................... 77 CONCLUSIONES GENERALES ...................................................................... 82 RECOMENDACIONES .................................................................................... 83 ANEXOS ............................................................................................................. 88 Anexo 1. Encuesta general .............................................................................. 88 Anexo 2. Encuesta individual ........................................................................... 93 Anexo 3. Envío de segundo artículo. ............................................................... 95 viii ÍNDICE DE CUADROS CUADRO 1 Animales muestreados en las regiones naturales del estado de Veracruz……………………………………….. 43 CUADRO 2 Garrapatas recolectadas e identificadas de animales y vegetación en el estado de Veracruz…………………… 44 CUADRO 3 Temperatura y humedad relativa en las regiones naturales del estado de Veracruz……………………….. 45 ix ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1 Clasificación taxonómica de las garrapatas. ..................................... 14 FIGURA 2 Vista dorsal de A. cajennense (s. l.) macho. ...................................... 24 FIGURA 3 Vista ventral de A. cajennense (s. l) macho ....................................... 25 FIGURA 4 Vista dorsal de A. cajennense (s. l) hembra....................................... 25 FIGURA 5 Vista ventral de A. cajennense (s.l) hembra ....................................... 26 FIGURA 6 Distribución geográfica del complejo taxonómico A. cajennense (s.l.) 27 FIGURA 7 Ciclo biológico del complejo taxonómico A. cajennense. ................... 28 file:///C:/Users/Mariel%20Aguilar%20D/Documents/DOCTORADO/TESIS2018/TESIS_SEPT_18.docx%23_Toc526756081 file:///C:/Users/Mariel%20Aguilar%20D/Documents/DOCTORADO/TESIS2018/TESIS_SEPT_18.docx%23_Toc526756084 file:///C:/Users/Mariel%20Aguilar%20D/Documents/DOCTORADO/TESIS2018/TESIS_SEPT_18.docx%23_Toc526756086 file:///C:/Users/Mariel%20Aguilar%20D/Documents/DOCTORADO/TESIS2018/TESIS_SEPT_18.docx%23_Toc526756087 10 CAPÍTULO I 1. INTRODUCCIÓN Las garrapatas son ectoparásitos de hábitos hematófagos y constituyen uno de los grupos de parásitos de mayor importancia económica en los sistemas de producción debido a sus efectos directos y a la transmisión de patógenos. Amblyomma cajennense sensu lato es una garrapata de la familia Ixodidae que parasita a una gran cantidad de vertebrados, principalmente mamíferos. El ciclo biológico de A. cajennense s.l. consta de tres hospederos, incluido el hombre, situación que hace más complejo su control. Su distribución geográfica se extiende desde el sureste de Texas hasta el Noreste de Argentina, pasando por el Caribe, México y Centroamérica (Nava et al., 2014). A lo largo de su distribución, la garrapata A. cajennense se ha adaptado ampliamente a diferentes condiciones ecológicas,incluidos los ecosistemas tan diferentes como las praderas semiáridas y bosques secundarios subtropicales (Estrada-Peña et al., 2004). Asimismo, el área geográfica ocupada por esta garrapata se entremezcla con grandes barreras geográficas: los Andes, el Golfo de México, y los grandes ríos (Estrada-Peña et al., 2004). En México esta garrapata ha sido reportada en gran parte del territorio parasitando a múltiples especies animales domésticas y silvestres tales como bovinos, caballos, perros, venados y ciervos. A. cajennense s.l. es la segunda especie de garrapatas más importante, por sus altas infestaciones y por la transmisión de enfermedades a los animales (SENASICA, 2015). Por su gran tamaño esta garrapata succiona grandes cantidades de sangre de los animales lo que causa debilidad, pérdida de peso, enfermedades y pérdidas económicas importantes en la ganadería. Diversos autores han diferido en el estatus taxonómico de esta garrapata a lo largo de la historia, estudios morfológicos realizados a mediados del Siglo XIX y XX reportaron observaciones contrarias respecto a la taxonomía de A. cajennense, algunos autores consideraron diferencias fenotípicas (presencia y número de placas ventrales, longitud proporcional de 11 festones, ornamentación, punteado, etc.) para identificar diferentes especies dentro de A. cajennense, otros autores atribuyen diferencias morfológicas a simple polimorfismo intraespecífico (Khols, 1958). En estudios realizados durante los años 90’s, se observó la falta de variación en los hidrocarburos cuticulares de doce poblaciones geográficamente distintas de A. cajennense, apoyando esta sinonimia. Sin embargo, después de observar distintas características del desarrollo de esta garrapata (longitud y alimentación antes de la muda, preoviposición y periodos de incubación de huevos) y realizar experimentos de cruzamiento entre distintos especímenes provenientes de diferentes colonias de A. cajennense de diferentes zonas Neotropicales como Argentina, Brasil, Cuba, Estados Unidos y Trinidad pudieron encontrar diferencias (Labruna et al., 2011; Mastropaolo et al., 2011). En recientes estudios realizados en colonias de A. cajennense provenientes de Argentina, Paraguay, Venezuela, Guyana Francesa, Colombia, Ecuador, Costa Rica, Brasil, México, Perú y Estados Unidos se determinó que esta especie es un complejo de seis especies A. cajenennse s.s., A. interandinum, A. mixtum, A. patinoi, A. sculptum y A. tonelliae; determinados por diferencias morfológicas observadas mediante microscopía electrónica, por otro lado, y con el objetivo de confirmar estos hallazgos se realizaron análisis filogenéticos y valores de divergencia genética, de los que resultó que una muestra procedente de México fuera identificada como Amblyomma mixtum (Nava et al., 2014). Asimismo, se concluyó que estas seis especies han evolucionado por separado, dicha diversificación ha sido influenciada por la diversidad de climas y relieves presentes en el rango geográfico de este complejo (Beati et al., 2013). En el estado de Veracruz no se han realizado estudios donde se determine la distribución espacial del complejo de A. cajennense (s.l.) y a su vez que se identifique morfológicamente en las regiones naturales del estado. Por lo anterior, los resultados de la presente investigación serán los primeros aportes al respecto, de igual manera este conocimiento científico se podrá usar para diseñar métodos de control más eficaces contra esta garrapata. 12 2. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1 Las garrapatas Las garrapatas son artrópodos hematófagos que pertenecen a uno de los grupos de ectoparásitos más importantes existentes y que se encuentran distribuidos a nivel mundial. Pertenecen al orden Acarina (phylum Arthopoda, clase Arachnida, suborden Ixodoideda), se caracterizan por su vida de parásito, por alimentarse de diferentes tipos de mamíferos, aves y reptiles, y por realizar tres mudas a lo largo de su vida (Krantz y Walter, 2009; Nicholson et al., 2009). Se conocen casi 900 especies de garrapatas agrupadas en tres familias: Ixodidae o garrapatas duras (agrupan el 80% de las garrapatas del mundo), Nuttalliellidae (representada por una única especie) y Argasidae o garrapatas blandas (Barker y Murrell, 2004). El primer grupo presenta un escudo dorsal esclerotizado, y las garrapatas blandas (Argasidae) carecen de escudo, y presentan una cutícula externa flexible. La familia Ixodidae, es la más numerosa y la de mayor importancia médica y veterinaria (Topalis et al., 2008). Las garrapatas presentan tres estadios: larva, ninfa y adulto (macho o hembra). Las garrapatas Ixódidae y Argasidae se diferencian tanto por su anatomía como por sus ciclos biológicos. Los ixódidos reúnen una serie de características que les confiere un potencial como vectores de agentes patógenos, se alimentan durante largos periodos de tiempo (varios días), su picadura es generalmente indolora, y permanecen fuertemente fijados sobre el hospedador. Cada estadio se alimenta una sola vez, pudiendo parasitar a una gran variedad de especies animales en diferentes tipos de hábitats. Los argásidos, por el contrario, se alimentan durante breves periodos de tiempo (minutos u horas), y frecuentemente sobre una sola especie hospedadora (Anderson y Magnarelli, 2008, Sonenshine, 1991). Estos artrópodos son de distribución mundial, lo que implica una gran diversidad de características estructurales, fisiológicas, biológicas y de comportamiento, como sistemas para su supervivencia como la diapausa, que implica el cese de las funciones fisiológicas 13 en los periodos de clima desfavorable o en ausencia de hospederos apropiados (Mans y Neitz, 2004), además son capaces de absorber agua a partir del aire circulante, lo que facilita el mantenimiento de una población (Alekseev et al., 2004; Nava et al., 2009). Por lo cual la importancia de éstos radica tanto en su capacidad parasitaria como en su papel como vector transmisor y reservorio de diferentes enfermedades infecciosas o parasitarias, se ha identificado que una garrapata puede estar infectada hasta con tres organismos diferentes (Jeyaprakash y Hoy, 2009). Además de la capacidad de transmitir agentes patógenos, las garrapatas pueden ocasionar parálisis letal y severas toxemias como resultado de las picaduras. La pérdida de sangre (anemia) es consecuencia directa de parasitaciones masivas, ya que las garrapatas son parásitos hematófagos estrictos, y en concreto las garrapatas de la familia Ixodidae tienen una gran capacidad de consumo de sangre. En ocasiones la infestación por garrapatas puede adquirir tal magnitud que la anemia provoca la muerte del animal, o le hace susceptible a otras enfermedades a causa del debilitamiento originado (Balashov, 1998; Sunenshine y Roe, 2014). En México se han identificado 77 especies de garrapatas pertenecientes a 5 géneros de la familia Argasidae y 7 de la familia Ixodidae (Rodríguez-Vivas et al., 2006). Estas especies reportadas representan el 45% de la riqueza de especies en América Latina, lo que indica que en el país existen las condiciones ecológicas favorables para la presencia de una elevada diversidad de garrapatas (Estrada-Peña et al., 2004). 2.1.1 Clasificación taxonómica de las garrapatas Taxonómicamente las garrapatas están incluidas en la clase Arachnida, subclase Acari, orden Parasitiformes, suborden Ixodida (Figura 1). Phylum Arthropoda Clase Arachnida Subclase Acari Orden Parisiforme Suborden Ixodida 14 Familia Subfamilia Género Se conocen tres familias de garrapatas, la Ixodidae, o “garrapatas duras”, con 692 especies incluidas en 13 géneros agrupados en dos grupos principales, Prostriata y Metastriata. La segunda familia es la Argasidae, a la cual pertenecen 186 especies pertenecientes a 5 géneros agrupados endos subfamilias, Argasinae y Ornithodorinae. La tercera familia es Nuttalliellidae, representada por una única especie, Nuttalliella namaqua (Guglielmone et al., 2009). FIGURA 1 Clasificación taxonómica de las garrapatas. 15 2.1.2 Morfología y fisiología de las garrapatas El cuerpo de las garrapatas tiene la estructura característica de los arácnidos, clase a la que pertenecen. En general, el cuerpo de las garrapatas es alargado, más largo que ancho, en los adultos no alimentados el tamaño del cuerpo, incluido el capítulo, puede medir desde poco más de 2 mm, hasta casi 30 mm (Anderson y Magnarelli, 2008). El cuerpo de las garrapatas está formado por el capítulo o gnatosoma y el idiosoma. El capítulo sostiene las partes bucales, incluidos los quelíceros (utilizados para cortar y rasgar la piel), los palpos y el hipostoma con el que se fijan al hospedador. El idiosoma se subdivide en el podosoma, el cual soporta las patas y el poro genital, y en el opistosoma, región posterior donde se encuentran las placas espiraculares y la apertura anal. La cobertura externa del cuerpo y de sus apéndices, similar al de otros artrópodos, se denomina tegumento, está constituida por la epidermis y por la cutícula, parte externa que actúa como protección primaria frente a la pérdida de agua. El tegumento sirve también como exoesqueleto, proporcionando protección frente a agresiones de tipo mecánico o físico (Sonenshine, 1991). Diferentes estructuras, como los pelos sensoriales y cerdas, las glándulas dérmicas y las sensilas, forman parte de la cutícula. Los pelos sensoriales y cerdas están distribuidas por el cuerpo, el capítulo y las patas, siendo abundantes en las garrapatas adultas y en las ninfas, pero escasa en las larvas. Estas estructuras tienen una función mecanosensorial, y más raramente termosensorial; en los órganos sensoriales, como el órgano de Haller, las sensilas adquieren forma de poros, y tienen principalmente actividad quimiosensorial, aunque también pueden actuar como mecanosensores (Sonenshine, 1991). Las glándulas dérmicas se hallan dispersas por todo el cuerpo, las del tipo I, son más numerosas y de un tamaño de 80-100 µm en ninfas y hembras repletas, y las del tipo II, similares a las anteriores, pero que adquieren un enorme tamaño durante la repleción, llegando a las 400 µm en las hembras repletas. Estas glándulas segregan una sustancia oleosa que se distribuye por toda la superficie corporal y que se solidifica al contactar con la atmósfera. La excitación a causa de la luz intensa, calor o por irritación de tipo mecánico puede inducir la secreción por parte de las glándulas dérmicas. Esta 16 secreción tiene características impermeabilizantes y protege a las garrapatas de la desecación. Las sensilas en forma porosa son numerosas en el cuerpo de las garrapatas ixódidas, y parecen actuar, respondiendo a la distensión o alargamiento de la cutícula, si bien, otras tienen actividad mecanosensorial e incluso termoreceptora (Sonenshine, 1991). Las larvas de los ixódidos carecen de sistema respiratorio traqueal, que se encuentra, sin embargo, presente en las ninfas y en los adultos. Junto al sistema de tráqueas ramificadas, se diferencia un par de estigmas respiratorios que se encuentran situados lateralmente en el extremo terminal del idiosoma, tras las coxas del cuarto par de patas. El sistema nervioso central está concentrado en una única masa o agrupación de nervios, el singanglio, en lugar del cerebro y del cordón nervioso ventral característico de los insectos, crustáceos y de otros artrópodos (Sonenshine, 2014). Las garrapatas duras poseen en su superficie dorsal un escudo esclerotizado, al cual se unen importantes grupos de músculos. En los machos ixódidos, el escudo recubre todo el dorso, y en numerosas especies presentan también unas láminas esclerotizadas que cubren total o parcialmente la superficie ventral. Esta característica de los machos hace que durante su alimentación experimenten solo un ligero aumento de tamaño; sin embargo, el resto de los estadios, al poseer una cutícula expansible, pueden sufrir un gran incremento por la síntesis de nueva cutícula durante la alimentación. Las garrapatas ixódidas deben permanecer fijadas durante el periodo de crecimiento de la cutícula, por lo que obligatoriamente tendrán que alimentarse lentamente, necesitando varios días para completar el proceso. Por el contrario, los argásidos, al tener una cutícula dura tienen limitada su expansión, motivo por el cual estas garrapatas se han adaptado a una rápida alimentación, desde unos minutos hasta un máximo de 1-2 horas (Sonenshine, 1991). En los géneros de garrapatas que presentan ojos, éstos se sitúan en los márgenes laterales del escudo, siendo probablemente su función la de distinguir la luz y a lo sumo el movimiento, por lo que posiblemente no tengan una detallada percepción del medio que le rodea (Sonenshine, 2014). Las larvas y las ninfas no presentan diferenciación sexual. Los machos y las hembras presentan una abertura genital o gonoporo, que se sitúa ventralmente en el idiosoma, 17 aproximadamente a la altura del segundo par de patas. El ano también se sitúa ventralmente en el extremo posterior del cuerpo, por detrás del cuarto par de patas, estando rodeado por el surco anal (Estrada-Peña, 2015). Las garrapatas duras tienen tres estadios, larva, ninfa y adulto. A diferencia de éstas, las garrapatas blandas presentan 2 o más estadios de ninfa, dependiendo de las especies, del éxito de la alimentación y de otras variables, que darán lugar a un desarrollo del ciclo más lento (Sonenshine, 1991). Las garrapatas poseen varias características que contribuyen a su éxito como potenciales vectores de agentes patógenos, características que las distinguen de los arácnidos y de los insectos. Una de ellas es su longevidad, a la cual se hace referencia en término de años en vez de días o semanas (Anderson y Magnarelli, 2008). Los adultos en algunas especies, las ninfas o las larvas en otras, pueden sobrevivir de un año a otro. En latitudes más hacia el norte, con clima subártico, las garrapatas a menudo requieren de 2, 3 o incluso 4 años para completar su ciclo biológico. Los argásidos refugiados en grietas, a menudo sobreviven varios años a la espera de encontrar un hospedador adecuado sobre el que alimentarse. Esta excepcional longevidad no solo permite a las garrapatas perpetuarse, sino también a los agentes patógenos que éstas portan, haciendo más difícil su control. La sangre ingerida permanece en el intestino durante largos periodos de tiempo sin ser digerida, por lo que los patógenos adquiridos durante la ingesta tampoco estarán expuestos al proceso digestivo y podrán penetrar en los tejidos de la garrapata. La sangre sin digerir sirve de reserva de alimento, y excepto durante los periodos de oviposición, es consumida gradualmente durante varios meses e incluso años. Otro aspecto remarcable de las garrapatas es la capacidad de producir un número muy elevado de huevos. Las hembras de la mayoría de las especies de ixódidos producen miles de huevos, mientras que las hembras pertenecientes a las garrapatas blandas ponen solo unos cientos de huevos tras la alimentación, si bien son capaces de realizar varios ciclos de alimentación y reproducción (Anderson y Magnarelli, 2008, Sonenshine et al., 2002). 18 Las garrapatas se alimentan en grupo, rasgan las paredes de los vasos sanguíneos de la dermis y succionan los fluidos. Los argásidos se alimentan rápidamente, consumiendo entre 5 y 10 veces su peso, en minutos o en pocas horas (Sonenshine, 1991), posteriormente, la sangre ingerida es concentrada mediante la excreción del agua a través de un poro situado entre las coxas de los dos primeros pares de patas (Anderson y Magnarelli, 2008; Sonenshine, 1991). En contraste, losixódidos se alimentan durante periodos de tiempo más prolongados, varios días o semanas, por lo que la mayoría de las especies segregan con la saliva sustancias cementantes, que les permitirá una fijación más dura a la piel del hospedador. Para concentrar la sangre ingerida, los ixódidos emplean las glándulas salivares para eliminar periódicamente el exceso de agua de la hemolinfa. Otra forma de eliminar agua es a través de la cutícula, por transpiración, y en las heces. Estos mecanismos de concentración de la sangre hacen que el peso de las garrapatas engordadas no represente la cantidad de sangre consumida. Los ixódidos ingieren una cantidad de sangre 2-3 veces superior a su peso tras la repleción (Anderson y Magnarelli, 2008; Sonenshine, 1991). Esta voraz alimentación puede ocasionar un gran daño al hospedador, daño suficiente para producir la muerte cuando un elevado número de garrapatas parasitan a un hospedador. El éxito en la alimentación de las garrapatas está fuertemente relacionado con la capacidad de suprimir los mecanismos hemostáticos del hospedador, manteniendo el flujo de la sangre a lo largo de todo este periodo, y de suprimir la respuesta inmune del hospedador, lo cual les permite utilizar a un mismo hospedador durante todo el periodo de alimentación. Para ello, las garrapatas introducen en la saliva secretada distintas moléculas que presentan actividad farmacológica o inmunomoduladora local en el lugar de fijación de la garrapata, facilitando de forma indirecta la transmisión bilateral con éxito de distintos patógenos (Ribeiro y Francischetti, 2003). Las garrapatas han desarrollado estrategias que les facilitan la supervivencia en el medio ambiente mientras permanecen a la espera de los hospedadores. Por ejemplo, las glándulas salivares pueden segregar con la saliva una sustancia higroscópica capaz de absorber humedad del medioambiente incluso en condiciones de subsaturación (Rudolph y Knulle, 1974). Esta capacidad permite a las garrapatas cuando comienzan a desecarse, 19 mientras se encuentran encaramadas en la vegetación, descender en busca de un microambiente más húmedo y absorber agua de la atmósfera para restaurar las pérdidas sufridas, pudiendo a continuación volver a ascender en la vegetación a la espera del hospedador (Randolph y Storey, 1999; Sonenshine, 1991). Muchas especies de garrapatas son capaces también de conservar el agua corporal bajo condiciones ambientales adversas; ello se debe a una capa lipídica bajo la cutícula superficial, así como al descenso en la frecuencia de apertura de las placas espiraculares, y a la producción de guanina, desecho fecal altamente nitrogenado que precisa de una escasa cantidad de agua para ser eliminada. Otros factores ligados al comportamiento también permiten a las garrapatas evitar la desecación; así, las garrapatas nidícolas producen feromonas que facilitan el agrupamiento de los individuos en los lugares más favorables para su supervivencia, mientras que las garrapatas no nidícolas se esconden en el suelo o en zonas de vegetación densa donde la humedad es elevada para poder reponer el agua perdida (Anderson y Magnarelli, 2008; Sonenshine, 1991). Otra importante característica desarrollada por las garrapatas es la diapausa, que se define como un estado de baja actividad metabólica, mediado de forma neurohormonal, el cual confiere a la garrapata la capacidad de ahorro de energía mientras permanecen a la espera de un hospedador. Las garrapatas han desarrollado un sistema sensorial que les permite detectar la presencia de hospedadores, o de ciertas condiciones medioambientales que les indican la llegada de un periodo desfavorable para su supervivencia. Estos mecanismos hacen que, en las garrapatas nidícolas, que habitan en la proximidad de aves migratorias o de murciélagos, la oviposición se retrase hasta el regreso de los animales (diapausa morfogenética). Las garrapatas no nidícolas, se refugiarán en el suelo o en la vegetación en respuesta a los cambios en la duración de los días (diapausa fotoperiódica), permaneciendo inactivas, a la espera de condiciones más favorables (Sonenshine, 1991). La capacidad de las garrapatas para detectar a los hospedadores se debe a que poseen un sistema sensorial de gran eficacia para la detección de olores, vibraciones y cambios de temperatura. Las garrapatas usan el primer par de patas de manera similar a las 20 antenas de los insectos, exponiendo el órgano de Haller a las corrientes de aire para la detección del hospedador. Las sensilas de este órgano sensorial son de tipo olfativo, gustatorio, mecanoreceptor, y probablemente también termoreceptor. Cuando las garrapatas se encuentran al acecho del hospedador, las sensilas responden al CO2, NH3, ácido láctico y a otras sustancias olorosas de los animales, al igual que a las vibraciones y la temperatura corporal de los animales de sangre caliente. Otras sensilas permiten a las garrapatas reconocer cuándo se encuentran en grietas, bajo el manto de hojas del suelo o en una zona de vegetación densa donde poder resguardarse de condiciones ambientales desfavorables (Estrada-Peña, 2015). 1.2.3 Ecología de las garrapatas exófilas Las garrapatas exófilas (no nidícolas) son las especies de garrapatas que ocupan hábitats expuestos, como la vegetación, por ejemplo; la mayoría se encuentran en bosques, matorrales, praderas, otras permanecen enterradas en la arena o en suelos arenosos, debajo de piedras, en grietas o en cualquier otro lugar al aire libre. La mayoría de las garrapatas Ixodidae son exófilas, al menos en algún estadio de su ciclo biológico (Mannelli et al., 2012). Las garrapatas exófilas deben de ser capaces de protegerse por sí mismas de los ambientes externos, de interpretar las adecuadas señales externar para iniciar la búsqueda de los hospederos, y de reconocer los periodos óptimos para iniciar las actividades de oviposición (Guglielmone et al., 2003), deben ser capaces de entrar en fases de diapausa como estrategia de supervivencia en periodos de condiciones ambientales adversas, de protegerse frente a la desecación y de recuperar el agua perdida en los periodos en los que permanecen a la espera de los hospederos. Estas y otras adaptaciones permiten a las garrapatas exófilas sobrevivir durante semanas e incluso meses mientras esperan a los hospederos (Sonenshine, 1991). La mayoría de las garrapatas exófilas, especialmente aquellas que habitan en regiones templadas o subpolares, tienen un periodo de actividad bien definido para la búsqueda 21 del hospedero (Brites-Neto et al., 2015). Durante estas fases algunas especies de garrapatas exhiben un comportamiento que les hace agruparse en lugares favorables, por ejemplo, en plantas herbáceas, donde pueden engancharse al hospedero, otras, sin embargo, caminan o corren por el suelo en busca del hospedero que invadida su zona (garrapatas cazadoras). Las garrapatas que permanecen a la espera del hospedador son muy sensibles a los estímulos de los animales, especialmente al CO2, NH3 y al calor corporal (Estrada-Peña et al., 1986). La duración del periodo de búsqueda del hospedero puede variar dependiendo del rango geográfico de las especies, incluso los diferentes estadios de una especie de garrapata pueden buscar al hospedador a lo largo de diferentes periodos del año (Leonovich, 2015). Estos periodos de actividad están controlados por la respuesta de las garrapatas a los cambios de las condiciones ambientales. En las regiones templadas los cambios del fotoperiodo, la incidencia de la energía solar y la temperatura ambiental proporcionan las claves específicas que van a alterar el comportamiento de la garrapata e inducirla a iniciar la búsqueda del hospedaror (Labruna et al., 2002). En las regiones tropicales, donde las variaciones de la duración del día y la temperaturason menos pronunciadas, la alternancia entre la estación seca y lluviosa puede influir en la actividad de las garrapatas (Sonenshine et al., 2002). Una vez iniciada la actividad de búsqueda de hospedador las garrapatas pueden permanecer en este estado durante días o semanas, hasta que la deshidratación corporal les obliga a abandonar la búsqueda y desender en busca de un microambiente más protegido y húmedo. El comportamiento de las garrapatas que se desplazan activamente hacia un hospedador es totalmente diferente, éstas permanecen escondidas en un microhábitat protegido que solo abandonarán en respuesta al estímulo del hospedador (Anderson y Magnarelli, 2008). 1.2.4 La garrapata Amblyomma cajennense (sensu lato) Amblyomma cajennense s.l. conocida comúnmente como la garrapata cayenne, es una especie que infesta a la ganadería y una gran cantidad de vertebrados incluidos el hombre y aves (Borges et al., 2002; Lopes et al., 1998; Oliviera et al., 2003; Rojas et al., 22 1999). Esta garrapata tiene una amplia distribución, se encuentra desde el sureste de los Estados Unidos de Norteamérica hasta el Noreste de Argentina (Nava et al., 2013). 1.2.5 Estatus taxonómico de Amblyomma cajennense (s. l.) Los taxónomos han estudiado a A. cajennense desde el siglo XVIII, asignándole diversos nombres: Acarus cajennensis Fabricius, 1787; Ixodes cajennensis Fabricius 1794; Amblyomma mixtum Koch, 1844; Amblyomma sculptum Berlese, 1888; Amblyomma parviscutatum Neumann, 1899; Amblyomma tapiri Tonelli-Rondelli, 1937 y Amblyomma finitimum Tonelli-Rondelli, 1937. Lo anterior demuestra que su taxonomía ha sido controversial, esta garrapata recolectada en Cayena, la capital de La Guyana Francesa fue descrita y nombrada por primera vez por Fabricius, posteriormente, especies morfológicamente similares fueron establecidas por Koch (1844). Amblyomma mixtum fue descrita por Koch en 1844, en garrapatas de México (revisado por Nava et al., 2014). Sin embargo, tiempo después Neummann (1899) la consideró sinónimo de A. cajennense y aunque hubo algunas controversias y se intentó volver a reubicar como especie, toda la información del siglo pasado hasta inicios del actual la refieren como A. cajennense indicando que esta se extiende en el continente americano, desde el sur de los estados de Texas y Florida, en Estados Unidos, hasta el norte de Argentina y las islas del Caribe (Estrada-Peña et al., 2004). Labruna et al. (2011) realizaron cruzamientos en poblaciones de garrapatas A. cajennense de Brasil y Colombia encontrando incompatibilidad en el cruzamiento, sugiriendo que se trataba de especies diferentes. Posteriormente, mediante estudios de ADN mitocondrial y nuclear de diferentes poblaciones de garrapatas, se concluyó que existen 6 grupos de A. cajennense (s.l.) filogenéticamente distintos y que A. cajenense (s.s.) es monofilogenético, es decir que es distinto de la anterior A. cajennense de diferentes regiones geográficas del continente, quedando delimitada a Rondonia, en la Amazonía de Brasil, y la Guayana Francesa (Beati et al., 2013) donde fue descrita originalmente por Fabricius (1787). Recientemente, Nava et al. (2014) analizaron morfológicamente los registros existentes de A. cajennense s.l. en diferentes colecciones y determinaron que A. cajennense s.s. se localiza en la región amazónica, 23 desde Rondonia, Brasil, hasta la Guayana Francesa y A. sculptum considerada sinónimo de A. cajennense, es en efecto una especie que se localiza en el norte de Argentina, Bolivia, Paraguay y la costa y centro oeste de Brasil. Dentro de este complejo fueron determinadas 3 nuevas especies, A. tonelliae en la región del Chaco, que comprende el centro-norte de Argentina hasta Bolivia y Paraguay; A. interandinum, localizada en el valle interandino de Perú y A. patinoi, en la cordillera este de Colombia. En el mismo estudio, analizaron los especímenes “tipo” de Koch comparándolos con A. cajennense (s.s.) encontrando que estas son diferentes morfológicamente; sin embargo, son idénticas a las garrapatas colectadas en Texas, México, Centro América y Ecuador, quedando, por lo tanto, reestablecida como A. mixtum con una distribución desde el sur de Texas (EUA) hasta Ecuador (Estrada-Peña, 2013). Por lo anterior, A. mixtum es la garrapata del género Amblyomma que se localiza parasitando comúnmente a los bovinos y equinos de las zonas tropicales de México y a la que el personal que realiza las actividades propias de la ganadería se ve expuesto con frecuencia. 1.2.6 Características morfológicas de Amblyomma cajennense (s. l.) Entre los caracteres morfológicos del Amblyomma cajennense (s. l.) destaca lo siguiente (Guzmán-Cornejo et al., 2011): palpos largos, el segundo artejo más largo que ancho, generalmente ornamentado, ocelos y festones se encuentran presentes, la base del gnatosoma de forma variable y pentagonal dorsalmente. Placas adanales ausentes en el macho, pequeñas placas pueden estar presentes ventralmente en el frente de los festones. El escudo ventral puede estar presente y extenderse más allá del margen posterior de los festones del macho. Las placas estigmales son subtriangulares o en forma de coma. Claves para la identificación de machos: El macho de Amblyomma cajennense s. l. dorsalmente presenta el escudo cubriendo en su totalidad el idiosoma, con abundantes dibujos ornamentales en color pálido, que irradian más o menos desde el centro hacia 24 los extremos, al igual que en la parte central de los festones, dando la apariencia de ser angostos (Figura 2) (por Guzmán-Cornejo et al., 2011). FIGURA 2 Vista dorsal de A. cajennense (s. l.) macho. Ventralmente la coxa 1 presenta dos espolones largos, siendo el externo un poco más largo, las coxas II y III presentan uno corto, ancho y plano, la coxa IV presenta un espolón largo interno. Las placas estigmatales moderadamente largas, bien esclerosadas con una superficie ligeramente cóncava (Guzmán-Cornejo et al., 2011) (Figura 3). 25 FIGURA 3 Vista ventral de A. cajennense (s. l) macho Claves para la identificación de hembras: La hembra de Amblyomma cajennense s. l. dorsalmente presenta un escudo triangular generalmente un poco más ancho que largo, algunas veces la longitud y anchura son iguales, además presenta abundantes y pálidos dibujos ornamentales extendidos por toda la superficie del escudo, los festones presentan unos tubérculos muy esclerosados en el ángulo interno a excepción del festón central (Figura 4) (Guzmán-Cornejo et al., 2011). Ventralmente la coxa I presenta dos espolones de diferente tamaño, siendo el externo mucho más grande que el interno, las coxas II, III y IV tienen un espolón grueso, plano y FIGURA 4 Vista dorsal de A. cajennense (s. l) hembra 26 redondeado. También se observan los tubérculos de los festones (mamelones). El orificio genital presenta una forma de “U” muy marcada y al igual que en el macho se encuentra situado en especímenes sin alimentarse a la altura de las coxas II (Figura 5) (Guzmán- Cornejo et al., 2011). FIGURA 5 Vista ventral de A. cajennense (s.l) hembra 1.2.8 Distribución geográfica de Amblyomma cajennense (s. l.) La distribución del complejo A. cajennense s. l. va desde el sureste de Texas, Estados Unidos, hasta las Islas Caribe, Centro y Sudamérica (Estrada-Peña et al., 2004) (Figura 6). 27 El rango de presencia de esta garrapata parece estar limitado por la temperatura. Las bajas temperaturas en áreas montañosas como los Andes representan un obstáculo para la presencia o establecimiento de ésta (Guglielmone et al., 1992). En México, este ectoparásito puede ser encontrado en casi todo el territorio nacional; sin embargo, su mayor presencia ha sido reportada en Tamaulipas, Veracruz y Tabasco, posiblemente debido a lastemperaturas cálidas (Illoldi-Rangel et al., 2012). 1.2.9 Hospederos de Amblyomma cajennense (s. l.) La distribución geográfica de las diferentes especies de garrapatas está generalmente determinada por la presencia de los hospederos (Guzmán-Cornejo et al., 2011). A. cajennense s. l. es una garrapata de tres hospederos, siendo los équidos y bovinos los principales mamíferos encargados de mantener la presencia de esta garrapata en diferentes ambientes (Borges et al., 2002; Labruna et al., 2002; Oliveira et al., 2003). Sin embargo, este artrópodo ha sido encontrado, principalmente los estadios no adultos, en una gran variedad de animales incluidos los de vida libre, aves y humanos (Lopes et al., 1998; Rojas et al., 1999; Romero-Castañón et al., 2008). FIGURA 6 Distribución geográfica del complejo taxonómico A. cajennense (s.l.) 28 Las garrapatas adultas prefieren localizarse sobre las patas y el abdomen en los bovinos, por otro lado, en los équidos todos los estadios pueden ser localizados en las orejas y en otras cavidades naturales, flancos, nuca y crin (Oliveira et al., 2003). 1.3.10 Ciclo biológico de Amblyomma cajennense (s. l.) El ciclo biológico en las garrapatas consiste en cuatro estadios de desarrollo, los huevos y tres estadios parásitos (larva, ninfa y adulto). Cada estadio activo se alimenta una sola vez en su vida, aunque si las hembras han sido desprendidas forzadamente, éstas serán capaces de volver a alimentarse de algún hospedero (Sonenshine, 2014). Amblyomma cajennense (s.l.) se distingue por tener un ciclo de tres hospederos (Figura 7). Las etapas del desarrollo de su ciclo biológico están determinadas por diversos factores, tales como los factores bióticos, la disponibilidad de los hospederos y la resistencia al medio ambiente (Estrada-Peña, 2015). FIGURA 7 Ciclo biológico del complejo taxonómico A. cajennense. 29 Las larvas tienen un periodo de incubación entre 37 y 145 días, va relacionado en forma directa con las condiciones del medio ambiente, condiciones de temperatura por debajo de los 9 ºC pueden inhibir la incubación (Labruna et al., 2003). Al término de la incubación, las larvas eclosionan, éstas buscan algún lugar donde puedan sobrevivir, tales como lo tallos de las hojas, donde pueden encontrar gran cantidad de materia orgánica en descomposición, de igual manera se protegen de los rayos de sol y el viento. Las larvas tienen un tropismo gravitatorio negativo, es decir, que caminan hacia arriba. En los pastos y arbustos las larvas se encuentran distribuidas dependiendo de la humedad relativa. Desde la eclosión, las larvas tienen una longevidad sin alimentarse entre 87 y 286 días. El hospedero es percibido por las vibraciones que ocasiona él mismo al caminar, cuando baja la intensidad luminosa se produce un cambio de posición de la garrapata en el sentido del descenso, de igual manera éstas se sienten atraídas por objetos calientes, aunque menores de 47 ºC, también existe un quimiotactismo al CO2 y al olor de ácidos grasos propios de cada animal, siempre y cuando exista una temperatura mayor a los 27ºC (Estrada-Peña et al., 2013). La invasión del primer hospedero tiene lugar en el momento en que éste pasa por la vegetación poblada de larvas, una vez invadido el hospedero manifiestan un tropismo en las zonas anatómicas que les proporcionan mayor facilidad de sobrevivencia, tales como la región perianal, inguinal, axilar, cuello y cabeza. Las larvas se fijan en el hospedero cortando la piel con los quelíceros e introduciendo el hipostoma, doblan los palpos en el sentido paralelo a la piel y así se inicia la primera fase parasítica. Se nutren de linfa de 2 a 7 días, tras las cuales se desprenden y caen al suelo para mudar a ninfa, a este estadio se le conoce como metalarvaria. Posterior a esta fase comienza un crecimiento interno y aparece una ninfa con cuatro pares de extremidades, la muda va a durar aproximadamente 10 días (Estrada-Peña, 2015). La longevidad de las ninfas es superior a la de las larvas, es de aproximadamente 410 días durante los cuales permanecen en reposo y se mantienen de lo que comieron en estado larval. La invasión del segundo hospedero se efectúa en forma semejante a la del primero, habiendo también un tropismo hacia los sitios anatómicos más favorables del hospedero, se nutren de 3 a 13 días, tiempo en el que ingurgitan para que posteriormente se desprendan y realicen la muda a 30 adulto. Las ninfas que se transformarán en adultos macho lo hacen en un periodo más corto que las hembras; además de tener tamaño menor. Los hospederos de las ninfas pueden ser mamíferos medianos o grandes. En esta segunda fase parasítica las ninfas se desprenden del hospedero una vez que se han saciado y en forma semejante a la metalarva, se forma una metaninfa, que ya en el suelo buscan los sitios adecuados para efectuar la muda. El cambio de ninfa a adulto dura aproximadamente de 12 a 15 días (Sonenshine, 2014). La fase adulta puede durar de 4 a 6 días sin nutrirse, en los que se conserva gracias a su nutrición ninfal, manteniéndose inactiva hasta invadir al tercer hospedero. Cuando esto sucede, hay hembras y machos maduros sexualmente. Para que la cópula se efectúe, el macho aparece primero en el hospedero, la atracción que la hembra ejerce sobre el macho se produce por medio de feromonas, cabe mencionar que los machos no alimentados son infértiles, los espermatocitos primarios cesan su desarrollo antes de comenzar la ingurgitación. La espermatogonia y los espematozoides tempranos decrecen generalmente de número y los vasos deferentes son transformados en una vesícula seminal (Estrada-Peña, 2015). Las hembras ingurgitadas abandonan al tercer hospedero y caen al suelo, en donde se lleva a cabo el resto del ciclo. El tiempo que transcurre antes de la oviposición es entre nueve y 22 días, durante este tiempo la hembra busca un lugar adecuado para ovipositar, este lugar requiere de una temperatura y humedad adecuada, por lo que el sitio debe ser protegido (Araya-Anchetta et al., 2015). Una vez que la hembra grávida (teleógina) ha encontrado el sitio adecuado, pasa a una fase de letargia en el cual no hay desplazamiento, la hembra grávida se prepara para efectuar la oviposición (tiene una duración de 19 días), para ello retracta el gnatosoma y extiende una vesícula localizada entre el gnatosoma y el escudo, ésta se agranda formando dos lóbulos que contienen gránulos (órgano de Gene), el cual secreta un material viscoso, que sirve para proteger a los huevos de la deshidratación, además de formar una masa adherente (Piña et al., 2017). Los huevecillos son recibidos por los lóbulos una vez que han sido expulsados por el oviducto, al principio los huevecillos son color amarillo-café claro, cambiando a traslúcidos, el número de huevos varía de 700 a 3,500 (Sonenshine, 2015). La incubación tiene un periodo de 37 a 174 días con una temperatura de 28 ºC y un 80 31 % de humedad relativa, tanto las bajas como las altas temperaturas tienen un efecto limitante suprimiendo la oviposición. El frío aumenta el tiempo de preoviposición, así pues, cuando nacen en primavera tienen una vida más corta que cuando nacen en invierno (Estrada-Peña, 2015). 1.2.11 Transmisión de patógenos Las garrapatas infestan a toda clase de vertebrados, incluidos mamíferos, pájaros, reptiles y en ocasiones anfibios (Rojas et al., 1999); transmiten una gran cantidad de patógenos, más que cualquier otro artrópodo. La mayoría de las enfermedades transmitidas por garrapatas son zoonosis (Nava et al., 2009), a pesar del gran avance en la medicina y en el control con químicos, los vectores y los patógenos están ahora presentes en más zonas geográficas y en diferentes condiciones climáticas (Geraci et al., 2007). Existen más de 16 enfermedades en humanos causadas porgarrapatas y más de 19 en animales de producción y de compañía (Nicholson et al., 2009). La enfermedad de Lyme fue la primera en ser reportada en los Estados Unidos de América en los años 80’s, actualmente la incidencia ha incrementado considerablemente, habiendo más de 28,000 casos reportados anualmente (CDC, 2014). La presencia de fiebre de las rocallosas causada por Rickettsia rickettsi ha sido reportada en gran medida en los Estados Unidos de América y en las últimas décadas en Latinoamérica (Guglielmone et al., 1999). Erlichia chaffeensis es el agente etiológico de la ehrlichiosis monocítica humana considerado como uno de los patógenos de mayor riesgo para las personas, causando incluso la muerte (Rikihisa, 2015). En las enfermedades que afectan a los animales, los agentes etiológicos de mayor importancia son las babesias entre ellas Babesia caballi y Theileria equi, causantes de la piroplasmosis equina, que es una enfermedad de caballos producida por protozoos y transmitida por garrapatas. Anteriormente Theileria equi se designaba como Babesia equi (Scoles et al., 2011). 32 Se han identificado 12 especies de garrapatas de tipo ixódico de los géneros Dermacentor, Rhipicephalus, Hyalomma y Amblyomma como vectores de B. caballi y T. equi (De Waal, 1992). Los animales infectados pueden permanecer como transportadores de estos parásitos sanguíneos por largos periodos de tiempo y actuar como fuentes de la infección para las garrapatas que actúan como vector (Eisen, 2008). Estos parásitos se encuentran en el sur de Europa, Asia, países de la Unión de Estados Independientes, África, Cuba, Sudamérica y América Central, y ciertas partes del sur de los Estados Unidos de América. Theileria equi se ha descrito también en Australia (aunque en apariencia nunca se ha establecido en esta región) y se piensa que tiene una distribución general más amplia que B. caballi (Ueti et al., 2012). Durante el ciclo de vida de Babesia, los merozoitos invaden los eritrocitos (RBCs) y se transforman allí en trofozoitos. Posteriormente, los trofozoitos crecen y se dividen en dos merozoitos redondos, ovales o piriformes. Los merozoitos maduros son capaces entonces de infectar nuevos eritrocitos y luego, el proceso de división se repite (Zobba et al., 2008). Los merozoitos de B. caballi son piriformes, miden 2-5 µm de longitud y 1.3-3.0 µm de diámetro (Ueti et al., 2008). Los pares de merozoitos unidos por sus extremos terminales son una característica diagnóstica propia de la infección por B. caballi (Xu et al., 2003). Los merozoitos de Theileria equi son relativamente pequeños, con una longitud menor de 2-3 µm, de forma redonda o ameboide. Se suelen encontrar juntos cuatro parásitos dispuestos en forma de una tétrada o la llamada Cruz de Malta, característica propia de T. equi (Ueti et al., 2008). 1.3 Métodos de captura de garrapatas La captura de garrapatas se plantea cuando se pretenden realizar estudios de presencia de especímenes en un área determinada y en hospederos determinados, de igual manera en vigilancia epidemiológica. También cuando se requiere conocer la distribución de las diferentes especies en una localidad o área en particular, así como la actividad estacional y su abundancia relativa. Para la captura de garrapatas se suelen emplear diferentes métodos, los cuales se suelen incluir en tres grupos: a) métodos de captura pasivos o por 33 contacto directo, b) métodos de atracción a distancia, c) métodos de recolección directa de hospederos fijadas en animales (Tae Chong et al., 2013). 1.3.1 Captura de garrapatas por contacto directo con la vegetación Los métodos más ampliamente empleados para la recolecta de garrapatas no alimentadas, que permanecen al acecho del hospedero en la vegetación, son el de la bandera y el del arrastre de la manta. La bandera consiste en una gran pieza de manta, fijada sobre un largo mango a modo de bandera, que se arrastra sobre la vegetación. El tipo de tejido utilizado puede ser cualquiera. Este método es especialmente utilizado para el muestreo en áreas de matorral o arbolado muy denso, donde el arrastre de la manta presenta dificultad. Este último método es similar al anterior, pero en este caso, la manta se arrastra por encima de la vegetación tirada por una cuerda atada en los dos extremos de la barra sobre la que se fija uno de los lados de la manta. Este sistema es el ideal para superficies con una cubierta vegetal baja y uniforme. En la práctica, la diferencia entre ambos métodos es escasa, siendo a menudo empleados los términos “bandera” y “arrastre” indistintamente. Existen algunas variantes de estos métodos, una de ellas sería una sábana o manta cortada en tiras rectangulares, siendo adecuado para su uso en muestreo en el interior de la vegetación cuando ésta está muy densa. En los diferentes sistemas la manta se revisa periódicamente y se determina el número de ejemplares capturados por unidad de tiempo o de superficie muestreada. Los métodos de arrastre o de bandera tradicionales tienen la ventaja de que permiten calcular de forma precisa la superficie en la que se han recogido las garrapatas (Dantas-Torres, et al., 2013). Los sistemas de recolecta de garrapatas descritos anteriormente deben realizarse en los periodos en los que la vegetación está seca, evitando los días de lluvias y el rocío de la mañana, puesto que la manta tiene que estar seca. Se considera que estos métodos tienen una eficiencia de captura del 8 % de la población de garrapatas presentes en el área de muestreo (Sonenshine, 1998), variando este porcentaje de forma notable dependiendo de las especies presentes y también de la persona que realiza el muestreo. La eficacia de estos métodos de muestreo es considerada inferior a los métodos de 34 atracción (Solberg et al., 1992); sin embargo, se ha constatado que algunas especies de garrapatas no responden adecuadamente al estímulo del CO2 (Keaney, 1994). Entre las principales ventajas que presentan estos métodos de captura cabe citar la simplicidad (fácil de fabricar, de transportar, etc.) del método y la posibilidad de calcular la abundancia de garrapatas por unidad de tiempo o superficie. Por otro lado, como principal desventaja se debe mencionar la dificultad o bajo rendimiento en la captura de varios estadios de garrapata, por ejemplo, las larvas, ya que al ocupar éstas la parte más baja de la vegetación, se ve dificultado el contacto con la manta (Gray, 1985a). 1.3.2 Captura de garrapatas con dispositivos atrayentes Entre los dispositivos atrayentes, el más utilizado es la trampa de CO2. Estas trampas atraen a las garrapatas que se encuentran a distancias de varios metros, desde 1 m para las ninfas hasta 3.5 m para los adultos (Gray, 1985b). Este tipo de trampas está especialmente indicado para garrapatas capaces de realizar desplazamientos rápidos de varios metros para alcanzar al hospedero (Solberg et al., 1992). La trampa de CO2 consiste en un contenedor térmico para nieve carbónica, con unas aperturas en la parte inferior para la difusión del CO2, y de una plataforma con una cinta adhesiva en su parte superior, donde son atrapadas las garrapatas atraídas. Entre los principales inconvenientes del empleo de las trampas de CO2 cabría destacar, como anteriormente se ha citado, que no todas las especies o estadios de ciertas especies de garrapatas responden activamente al estímulo del CO2, junto con las dificultades de tipo logístico (fabricación de las trampas, transporte hasta el lugar de muestreo o disponibilidad de la nieve carbónica) que conlleva su uso. 1.4 La Microscopía Electrónica de Barrido La microscopía electrónica y sus aplicaciones a la biología han hecho un rápido progreso en los últimos 10 años. El microscopio electrónico de barrido utiliza lentes electromagnéticas, sistema de vacío, aperturas y cañón deelectrones. El MEB acelera 35 los electrones y los colima para formar un haz muy fino que incide sobre la superficie de la muestra produciendo varias posibilidades de obtención de imagen. Debido al tamaño pequeño de las aperturas y la longitud de onda de los electrones tan corta, se puede conseguir una gran profundidad de campo (por lo tanto, mucha más información de la muestra) comparado con la imagen que se obtendría con un microscopio óptico si se usa el mismo aumento (de la Cruz, 1992). El microscopio electrónico de barrido (MEB) utiliza electrones en lugar de luz para formar una imagen. El haz de electrones es producido al calentarse un filamento metálico dispuesto en el cañón de electrones, en la parte superior del microscopio. Cuando los electrones son liberados del átomo, se comportan de forma análoga a la luz. Este comportamiento es el que se aprovecha en la microscopía electrónica (Reimer, 1998). 1.5 Importancia del uso de modelos de distribución de especies Debido al impacto potencial de los vectores sobre la estructura de las comunidades biológicas y al funcionamiento de los ecosistemas, se hace necesario conocer su distribución para implementar acciones de manejo y control. Un enfoque fundamental para la comprensión y gestión de especies invasoras es determinar su distribución potencial. Diversos estudios proporcionan una visión general de la modelación de distribución de especies o una comparación de los métodos de modelación (Anderson et al., 2003; Fielding y Bell, 1997; Guisan y Zimmermann, 2000; Guisan y Thuiller, 2005; Segurado y Araújo, 2004; Zaniewski et al., 2002). Estos modelos de distribución de especies tienen por objeto predecir áreas que describan las condiciones ambientales adecuadas para la supervivencia de las especies; es decir, la distribución potencial o nicho fundamental (Anderson et al., 2003; Guisan y Thuiller, 2005). En general, estos métodos de modelación combinan datos de localidades georeferenciadas de las especies donde ha sido confirmada su presencia con variables ambientales, para crear un modelo de requerimientos de la especie de acuerdo con las variables examinadas (Anderson et al., 2003). El modelo resultante es proyectado sobre un mapa de la región de estudio que muestra la distribución potencial de las especies estudiadas. Estos mapas pueden servir 36 para detectar áreas donde las especies invasoras pueden estar presentes y donde posiblemente estarán en el futuro. El clima es un factor importante que afecta o determina la distribución de los organismos; por tal motivo, los análisis de variables climáticas ayudan a comprender el por qué una especie crece en un determinado sitio y no en otro (Lindenmayer et al., 1991). 37 2 HIPÓTESIS Amblyomma mixtum es la especie del complejo Amblyomma cajennense (sensu lato) que se encuentra en las diez regiones del estado de Veracruz, México. 3 OBJETIVOS 3.2 Objetivo general Determinar la distribución espacial y caracterizar morfológicamente las garrapatas del complejo taxonómico Amblyomma cajennense (sensu lato) recolectadas de bovinos, équidos y vegetación en las diez regiones del estado de Veracruz, México. 3.3 Objetivos específicos • Identificar morfológicamente mediante un microscopio estereoscopio las garrapatas que pertenecen al complejo taxonómico A. cajennense (sensu lato) recolectadas en bovinos, équidos y vegetación en las diez regiones naturales del estado de Veracruz, México. • Determinar a través de microscopía electrónica de barrido la (s) especie (s) del complejo taxonómico de A. cajennense (sensu lato) recolectadas de bovinos, équidos y de la vegetación en las diez regiones del estado de Veracruz, México. • Georreferenciar la (s) especie (s) del complejo taxonómico de A. cajennense (sensu lato) en las diez regiones naturales del estado de Veracruz, México. • Determinar el área de distribución potencial del complejo taxonómico de A. cajennense (sensu lato) en las diez regiones naturales del estado de Veracruz, México. • Determinar la estructura genética de Amblyomma mixtum en el estado de Veracruz. 39 4 REFERENCIAS Alekseev, A. 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