MOLECULARES DE LAS DIFERENTES ESPECIES DE
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REVISIÓN T AXONÓMICA Y DE ALGUNOS CARACTERES MOLECULARES DE LAS DIFERENTES E SPECIES DE I NSECTOS VECTORES DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS JUAN EDUARDO RUIZ GÓMEZ DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Facultad de Ciencias Universidad de los Andes BOGOTÁ D. C. 2003
Transcript of MOLECULARES DE LAS DIFERENTES ESPECIES DE
REVISIÓN TAXONÓMICA Y DE ALGUNOS CARACTERES
MOLECULARES DE LAS DIFERENTES ESPECIES DE
INSECTOS VECTORES DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS
JUAN EDUARDO RUIZ GÓMEZ
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
Facultad de Ciencias
Universidad de los AndesBOGOTÁ D. C.
2003
REVISIÓN TAXONÓMICA Y DE ALGUNOS CARACTERES
MOLECULARES DE LAS DIFERENTES ESPECIES DE
INSECTOS VECTORES DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS
Juan Eduardo Ruiz Gómez
Trabajo de grado presentado como requisitoparcial para optar el titulo de Biólogo
DIRECTOR:
Carlos A. Jaramillo M. Sc.Profesor Titular
Departamento de Ciencias BiológicasUniversidad de los Andes
Bogotá D.C.
CODIRECTOR:
Emilio Realpe M. Sc.Profesor Asociado
Departamento de Ciencias BiológicasUniversidad de los Andes
Bogotá D.C.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
Facultad de Ciencias
Universidad de los AndesBOGOTÁ D. C.
2003
A Nohra Gema GómezY Luis Eduardo Ruiz mis padres
IV
AGRADECIMIENTOS
Deseo agradecerle a una gran cantidad de personas que de una u otra manera han
colaborado con el desarrollo de este proyecto y que además me han alentado en la
parte personal para poder llegar a concluirlo con éxito. Agradezco muy
especialmente a mis padres Nohra Gema y Luis Eduardo por su continuo apoyo y
compañía, al profesor Carlos Jaramillo quien dirigió la realización de este trabajo y
cuya asesoria se convirtió en una invaluable ayuda en la resolución de los diferentes
problemas y cuestionamientos que se presentaron a lo largo del trabajo, igualmente
al profesor Emilio Realpe codirector del proyecto quien igualmente fue una fuente de
colaboración y aportes valiosos para este trabajo con sus sugerencias para
mejorarlo. Por otra parte agradezco a mis compañeros y amigos de la universidad
quienes estuvieron presentes en todo momento a lo largo del desarrollo del trabajo
brindándome su apoyo y compañía incondicional.
Juan E. Ruiz Gómez
Bogotá D.C.
Enero, 2003
V
ÍNDICE GENERAL
1. INTRODUCCIÓN
2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
2.2. Objetivos Específicos
3. JUSTIFICACIÓN
4. MARCO TEÓRICO
PARTE I
4.1. GENERALIDADES DE LA FAMILIA REDUVIIDAE
4.1.1. Desarrollo y Caracteres Morfológicos de Clasificación
4.1.2. Posición Taxonómica
4.1.3. Distribución Geográfica
4.1.4. Especies mas Estudiadas
4.1.5. Hábitat Silvestre de Reduviidae
4.1.6. Proceso de Infestación de Viviendas
PARTE II
4.2. INVESTIGACIONES
4.2.1. Generalidades de las Investigaciones
4.2.2. Técnicas Utilizadas en las Diferentes Investigaciones.
4.2.3. Morfometria Utilizada Para la Diferenciación de Especies
de Triatominos
4.2.4. Investigación Ecológica Basada en Ciclo de Vida de
Triatoma rubrovaria
4.2.5. Relación del Proceso de Desarrollo con la Fuente
Alimenticia de Varias Especies de Triatominos.
4.2.6. Investigación Ecológica Basada en la Presencia de
Triatominos en Cultivos de Palmas
4.2.7. ADN Mitocondrial Utilizado Para Determinar Variaciones
Entre Poblaciones
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VI
4.2.8. Relojes Moleculares
4.2.9. Análisis Genético Mediante Amplificación con RAPD de
rADN
4.2.10. Proceso Evolutivo de Domesticación de Triatominos
5. METODOLOGÍA
6. RESULTADOS
6.1. RESULTADOS DE INVESTIGACIONES ECOLÓGICAS
6.2. RESULTADOS DE INVESTIGACIONES MOLECULARES
6.2.1. ADN Mitocondrial
6.2.2. Relojes Moleculares
6.2.3.Morfometría, Isoenzimas y RAPDs en Triatoma Brasiliensis
6.2.4. rADN
6.2.5. Marcador Molecular Gen mtCytB.
6.2.6. RAPD
7. DISCUSIÓN
8. CONCLUSIONES
9. BIBLIOGRAFÍA
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VII
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 1.
FIGURA 2.
FIGURA 3.
FIGURA 4.
FIGURA 5.
FIGURA 6.
FIGURA 7.
• Mapa de la distribución geográfica de las principales especies
de insectos vectores de la enfermedad de chagas
pertenecientes a la tribu Rhodniini. (Tomado de
http://lanic.utexas.edu/la/region/map/ y adaptado por Juan Eduardo
Ruiz)
• Mapa de la distribución geográfica de las principales especies
de insectos vectores de la enfermedad de chagas
pertenecientes a la tribu Triatomini. (Tomado de
http://lanic.utexas.edu/la/region/map/ y adaptado por Juan Eduardo
Ruiz)
• Algunas de las medidas anatómicas utilizadas para la
identificación de poblaciones de Brasil. (Tomado del artículo
Genetic Variability of Triatoma brasiliensis Populations Borges et al.
2000)
• Fenograma generado mediante programas de computador
para poblaciones silvestres y domiciliarias de Rhodnius en
Colombia (Tomado del artículo Differentiation and Genetic Analysis
of Rhodnius prolixus and Rhodnius colombiensis by rDNA and RAPD
Amplification. Jaramillo et al. 2001)
• Resultados obtenidos en la pagina www.ncbi.nlm.nih.gov
mediante el uso de las palabras evolución de triatominos.
(Tomado de la página www.ncbi.nlm.nih.gov y modificada por Juan
Eduardo Ruiz Gómez)
• Árbol filogenético encontrado para la comparación de
secuencias de 9 poblaciones de T. infestans, T. melanosoma y
T. brasiliensis. (Tomado del artículo Mitochondrial DNA Variation of
Triatoma infestans Populations and its Implications on the Specific
Status of T. melanosoma. Monteiro et al. 1999)
• Dendrograma de poblaciones de T. brasiliensis brasiliensis.
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VIII
FIGURA 8.
FIGURA 9.
FIGURA 10.
(Tomado del artículo Genetic Variability of Triatoma brasiliensis
(Hemiptera: Reduviidae) Populations Borges et al. 2000)
• Arbol filogenético realizado mediante las secuencias de la
región mtlsurRNA de 17 especies de triatomidos. (Tomado del
artículo Mitochondrial DNA Sequence Variation Among Triatomine
Vectors of Chagas Disease. Lyman et al. 1999)
• Arbol filogenético realizado mediante las secuencias de la
región mtCytB de 17 especies de triatominos. (Tomado del
artículo Mitochondrial DNA Sequence Variation Among Triatomine
Vectors of Chagas Disease. Lyman et al. 1999)
• Fenograma generado para poblaciones silvestres y
domiciliarias de Rhodnius en Colombia. (Tomado del artículo
Differentiation and Genetic Analysis of Rhodnius prolixus and
Rhodnius colombiensis by rDNA and RAPD Amplification. Jaramillo
et al. 2001)
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IX
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS
FOTOGRAFIA 1. • (A) Espécimen de Triatoma infestans. (B) Espécimen de
Rhodnius prolixus. (C) Espécimen de Triatoma sordida.
(D) Espécimen de Rhodnius neglectus (Fotos A, C y D
tomadas de www.sucen.sp.gov.br, Foto B tomada de
www.techne.com.ar).
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ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 1.
TABLA 2.
TABLA 3.
TABLA 4.
TABLA 5.
TABLA 6.
• Especies de la tribu Triatomini que son vectores de la
enfermedad de acuerdo a su distribución geográfica
• Especies de la tribu Rhodniini que son vectores de la
enfermedad de acuerdo a su distribución geográfica
• Resultados de los experimentos de cruces entre hembras de
Triatoma infestans y machos de Triatoma melanosoma.
(Tomado del artículo Mitochondrial DNA Variation of Triatoma infestans
Populations and its Implication on the Specific Status of Triatoma
melanosoma Monteiro et al. 1999)
• Resultados de los experimentos de cruces entre machos de
Triatoma infestans y hembras de Triatoma melanosoma.
(Tomado del artículo Mitochondrial DNA Variation of Triatoma infestans
Populations and its Implication on the Specific Status of Triatoma
melanosoma Monteiro et al. 1999).
• Primers directos y reversos utilizados para el gen mtlsurRNA.
(Tomado del artículo Mitochondrial DNA Sequence Variation Among
Triatomine Vectors of Chagas Disease. Lyman et al. 1999 adaptada
por Juan Eduardo Ruiz Gómez).
• Primers directos y reversos utilizados como regiones consenso
para el segmento mtCytB. (Tomado del artículo Mitochondrial DNA
Sequence Variation Among Triatomine Vectors of Chagas Disease.
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X
TABLA 7.
TABLA 8.
Lyman et al. 1999 adaptada por Juan Eduardo Ruiz Gómez).
• Especies de las tribus Triatomini y Rhodniini examinadas, lugar
de captura, números de acceso en GenBank de (mtlsurRNA) y
de (mtCytB). (Tomado del artículo Mitochondrial DNA Sequence
Variation Among Triatomine Vectors of Chagas Disease. Lyman et al.
1999).
• Tiempos de divergencia de especies de triatominos calculados
mediante reloj molecular (Tomado del artículo Nuclear rDNA-based
Molécula Clock of the Evolution of Triatominae (Hemiptera:
Reduviidae), Vectors of Chagas Disease. Bargues et al. 2000 adaptada
por Juan Eduardo Ruiz Gómez).
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2
1. INTRODUCCIÓN
El creciente interés científico en los campos de la sistemática y evolución de
insectos y su relación con la parasitología, al igual que el preocupante crecimiento
de la población de personas infectadas con el parásito Trypanosoma cruzi en la
región de sur y centro América, han llevado a que se realicen investigaciones en
estos campos con el fin de poder identificar las especies de insectos vectores de
este parásito y así poder implementar mecanismos de control para evitar una
mayor propagación de la enfermedad.
Esta enfermedad presenta una distribución exclusiva de América Latina,
especialmente en países como Brasil, Bolivia, Argentina y Colombia entre otros.
Los primeros casos de esta enfermedad fueron tratados por el médico brasileño
Carlos Chagas (1879-1934) en la población de Lassance estado de Minas Gerais
(Brasil). El descubrimiento de la enfermedad dio dos aportes básicos que fueron:
la detección del parásito que la causa, el Trypanosoma cruzi, y el otro fue la
detección de la forma principal de contagio que se da mediante las heces de un
insecto vector que, al picar en ocasiones deja sus deyecciones cerca de la herida
que causa y por este lugar entra el parásito al organismo (Segura 1991).
Esta enfermedad se caracteriza por presentar básicamente tres estadios: uno
agudo, que aproximadamente dura de 20 a 30 días; posteriormente uno de
latencia que tiene un período que puede alcanzar años incluso y una última etapa
donde es crónica la enfermedad (Asociación Lucha Contra el Mal de Chagas).
Este período crónico es el más grave de todos y es una etapa prácticamente
incurable de la enfermedad. Por lo general es una manifestación tardía de la
infección. Se la encuentra en casi un 15% de las personas que han sido
contagiadas y sus manifestaciones se relacionan directamente con alteraciones
del corazón y otros órganos. Sus síntomas más comunes son: palpitaciones,
dificultad para respirar, dolores localizados hacia el área cardiaca, dolor en la
3
región del hígado y una serie de manifestaciones típicas que se observan en el
electrocardiograma. La mayor parte de los síntomas son indicaciones del daño
cardiaco, que cuando es grave lleva a diferentes grados de insuficiencia cardiaca.
La gravedad del proceso es variable, pero lo que le da la característica alarmante
es la frecuencia con que el daño cardiaco se produce (Asociación Lucha Contra el
Mal de Chagas).
En vista de la gravedad de la enfermedad, se han llevado a cabo estudios sobre
este mal, en las regiones que están dentro del área de riesgo con el fin de lograr
detener la propagación de la misma. Para que esto se logre ha sido necesaria la
investigación de las especies de insectos vectores de ella. Se ha encontrado que
existen varias especies de insectos pertenecientes al Orden Hemiptera, conocidos
también comúnmente como pitos, los cuales se encuentran agrupados en los
géneros Rhodnius y Triatoma. Dentro de éstos géneros existen a su vez algunas
especies vectoras que son de más alto riesgo que otras. A estas poblaciones que
son un riesgo directo para el ser humano se les llama poblaciones domiciliarias, ya
que son las que conviven directamente en los lugares donde habita el hombre.
Esto hace que sea necesario determinar si una población encontrada en
determinado lugar es silvestre ó por el contrario domiciliaria.
Así mismo es de gran importancia determinar qué especies presentan la
capacidad de domiciliarse a partir de un estadio silvestre ya que se ha encontrado
que en varios hogares humanos en los cuales se ha llevado a cabo el tratamiento
de fumigación eliminando así al vector presente, después de algún tiempo se ha
podido observar una re-infestación por una nueva población de individuos, los
cuales, presentan infección por Trypanosoma cruzi aumentando el riesgo de
propagación de la enfermedad. (Schoefield et al., 1999)
A diferencia de las especies silvestres, las domiciliarias presentan una menor
variabilidad, lo que hace necesario el empleo de técnicas moleculares para esta
diferenciación. En algunos estudios se han utilizado métodos como: la
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implementación de RAPD (Randomly Amplified Polymorphic), PCR (Reacción en
Cadena de la Polimerasa) (Jaramillo et al., 2000), las secuencias de aminoácidos,
las secuencias de ADN, los sitios de restricción entre otros (Futuyma 1998), todas
estas técnicas pueden ser aplicadas al estudio de la taxonomía y filogenia de los
insectos vectores de la enfermedad de Chagas especialmente en Colombia.
Estos estudios se han llevado a cabo en América Latina con el fin de
posteriormente buscar mecanismos de tratamiento y erradicación de los vectores.
Para lograr esto es necesario el conocimiento de la ecología, taxonomía y filogenia
general de las especies que se podrían considerar como un riesgo latente para las
poblaciones rurales humanas de los países Latinoamericanos donde se
encuentran distribuidos los vectores de la enfermedad de Chagas. El interés por
conocer este grupo mas a fondo se debe a que este taxón (Subfamilia
Triatominae) es bastante extenso, ya que se conocen aproximadamente 128
especies, las cuales se agrupan en 17 géneros y 5 tribus. Pero a pesar de esto, no
todas son vectores de la enfermedad ya que de hecho la mayoría son especies
silvestres y de las cuales no se conocen antecedentes de domiciliación ni de ser
culpables de transmisión del parásito al ser humano.
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2. OBJETIVOS
2.1. Objetivo General
Realizar una revisión bibliográfica de las diferentes características tanto
morfológicas, como de caracteres moleculares y determinar qué técnicas de
biología molecular han sido utilizadas en los diversos estudios de la clasificación
taxonómica de las distintas especies de insectos que han sido considerados como
vectores de la enfermedad de Chagas con especial énfasis en Colombia.
2.2. Objetivos Específicos
• Revisar en la literatura los factores evolutivos que han influido en los proceso de
adaptación de algunas especies de triatominos al hábitat domiciliario
haciéndolas un riesgo para el ser humano.
• Determinar qué técnicas moleculares de laboratorio han sido las más utilizadas
en los distintos estudios de clasificación taxonómica de estas especies,
especialmente en Colombia.
• Basándose en los resultados de las investigaciones revisadas, encontrar en qué
nivel taxonómico han sido ubicadas las distintas especies de insectos que son
considerados como vectores de la enfermedad de Chagas.
• De acuerdo a las investigaciones revisadas, presentar algunas referencias
bibliográficas, las cuales puedan ser utilizadas como soporte en futuras
investigaciones con respecto a este tema.
• Comparar las distintas metodologías de estudio llevadas a cabo por los
diferentes autores para la clasificación taxonómica de estos insectos con énfasis
en Colombia.
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3. JUSTIFICACION
El mal de Chagas, es una de las enfermedades que ha aquejado al ser humano y
se hace más importante aún por el hecho de ser una enfermedad que cada día se
propaga mas elevándose así la cantidad de personas infectadas con ella. Además
de esto, es importante su estudio ya que una buena parte de la población rural se
encuentra en riesgo de contraerla. Esta enfermedad se distribuye exclusivamente
en América Latina y por esta misma razón, es común en muchas regiones de
Colombia. Por todo lo anterior, se hace importante su estudio. Así mismo es
importante recalcar que una parte de la población humana a lo largo de toda
América Latina se encuentra afectada por la enfermedad, un aproximado de 16 a
18 millones de personas, y cerca de 100 millones se encuentran en riesgo de ser
contagiados por la enfermedad (Panamerican Healt Organization). A causa de
esto, se han realizado investigaciones sobre la misma y con ellas se ha logrado
determinar que es producida por el parásito Trypanosoma cruzi, el cual infecta al
ser humano, gracias a insectos vectores que lo portan y le facilitan la entrada al
organismo donde encuentra un medio óptimo para desarrollarse y proliferar. Esta
enfermedad se caracteriza por causar serias lesiones en los órganos internos,
especialmente en el bazo y músculo cardiaco, los cuales se inflaman y a causa de
esto terminan por manifestarse con graves cardiopatías que incluso pueden llevar
a la muerte de la persona afectada.
Por lo anterior, se ha hecho imperativo el poder identificar y clasificar a estos
insectos que son vectores del parásito con el fin de implementar algunos
mecanismos de control para limitar su propagación, impidiendo así, el contagio
masivo de personas a lo largo del territorio por donde se encuentran distribuidos
estos insectos evitando un aumento en la cantidad de personas con la enfermedad
de Chagas. En la mayoría de países se han implementado programas de
fumigación con insecticidas residuales para viviendas rurales con alto riesgo de
infestación por parte del insecto (Panamerican Healt Organization). La necesidad
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de controlar la propagación de los triatominos ha llevado a que se realicen
estudios para determinar qué especies de estos insectos son los principales
vectores del parásito y para lograrlo se han utilizado diversas técnicas tanto
morfológicas como moleculares.
Los insectos implicados en la transmisión de la enfermedad son pertenecientes al
Orden Hemiptera, conocidos comúnmente como pitos o chinches, los cuales son
insectos hematófagos, poseedores de piezas bucales perforadoras y chupadoras
que forman un complejo aparato diseñado para extraer sangre, el cual es
introducido en la piel y por el cual procede a chupar la sangre de su presa. El
problema principal que causa este insecto para la salud humana es que, por
medio de sus heces que entran en la herida de la picadura, el parásito encuentra
la puerta de acceso al organismo (Ruppert & Barnes 1996). Sin embargo, no todos
los hemípteros hematófagos son vectores de ésta enfermedad, ya que se conoce
que existen aproximadamente 128 especies de este taxón distribuidas en 17
géneros. Como resultado de las investigaciones se ha encontrado que
básicamente, el género Rhodnius es el principal vector de la enfermedad en
Colombia, como segundo genero se encuentra Triatoma y dentro de este género
algunas otras especies como: T. infestans o T. legista, que han sido los principales
agentes culpables de la transmisión, el primero en Colombia y el segundo
principalmente en países como Brasil, Argentina, Uruguay, Méjico, entre otros.
Igualmente, se han llevado a cabo investigaciones con diferentes técnicas de
biología molecular, con el fin de realizar una clasificación taxonómica de estas
especies y así poder diferenciarlas unas de otras y conocer básicamente cuáles
son las que están causando un mayor efecto en el proceso de propagación de la
enfermedad. Además, ha sido necesario determinar incluso qué poblaciones
dentro de los mismos hemípteros vectores son domiciliarias, ya que estas
poblaciones de insectos son las que presentan el mas alto riesgo para el ser
humano pues comparten con ellos su lugar de residencia, siendo así el hombre su
principal fuente de alimento. Es por esto que se hace necesaria la implementación
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de técnicas de laboratorio como la búsqueda de diferencias moleculares entre las
poblaciones, para de esta forma, poder determinar qué grado de relación se
presenta entre las poblaciones de insectos distribuidos en diferentes lugares ó
determinar qué relaciones filogenéticas se presentan entre las distintas especies
de insectos vectores existentes; lo cual permitiría ver procesos importantes dentro
de la genética de poblaciones como lo puede ser la especiación, ó dentro de la
ecología, en caso de que sean poblaciones ó especies que migran de un lugar a
otro. Además, no solo se realizan investigaciones en el campo molecular; sino
también, por medio de la morfología de las especies, de tal forma que mediante el
uso de claves taxonómicas y principalmente por medio de la morfometria (Borges
et al., 2000) se logran diferenciar unas especies de otras, ya que tanto estructuras
anatómicas como distancias entre ellas permiten la diferenciación entre
poblaciones, un claro ejemplo de esto es la longitud de la antena, la distancia
existente entre los ojos, la venación alar, etc. (Dujardin et al., 1999), logrando de
esta manera obtener información relacionada tanto con clasificaciones
taxonómicas como relaciones filogenéticas.
También es importante tener en cuenta que se hace necesario conocer el proceso
que llevo a que solo algunas de las poblaciones de estos insectos se llegaran a
especializar en la hematofagia y especialmente en la relación con los seres
humanos ya que esto permitiría determinar que factores ambientales afectan a las
distintas poblaciones silvestres y las obliga a cambiar sus hábitos convirtiéndose
en poblaciones domiciliarias, un ejemplo de esto es la destrucción de los habitats
naturales de las especies de mamíferos y aves que son las presas originales de
estos hemípteros obligándolos a buscar nuevas fuentes de alimento, las cuales en
ocasiones llegan a ser las viviendas humanas que presentan las condiciones
ideales para la proliferación de estos insectos. Esto termina representando un alto
riesgo para los seres humanos, ya que en varias de estas investigaciones se han
encontrado procesos de re-infestación de viviendas que fueron tratadas mediante
insecticidas residuales y que se creía que ya estaban libres de insectos vectores,
pero que después de un tiempo son colonizadas nuevamente por poblaciones de
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insectos, convirtiéndose de nuevo en un factor de riesgo para la salud de los
habitantes de la zona.
Es también de gran importancia notar que la revisión de estas distintas
investigaciones permite aclarar aún mas, el panorama de esta enfermedad en
Colombia y proporciona un marco de referencia para futuras investigaciones,
especialmente en lo concerniente a la implementación de mecanismos de control
de los insectos vectores, tratando de no dañar a las poblaciones silvestres que no
representan ningún riesgo de transmisión de la enfermedad al ser humano,
igualmente, estas técnicas moleculares, pueden ser aplicables a otras áreas
diferentes de la biología, las cuales son también de importancia, como por ejemplo
la genética de poblaciones, ecología, inmunología, parasitología, identificación de
poblaciones ó especies, filogenia, entre otras. De ahí la importancia de esta
revisión, la cual pretende generar una base de datos bibliográficos, que permitan a
futuros investigadores referenciarse en cuanto a técnicas de identificación
taxonómica, tanto a niveles moleculares como morfológicos, así como de la
filogenia de las especies de insectos vectores de esta enfermedad.
Por otra parte también se pretende por medio de este trabajo tratar de dar algunas
conclusiones generalizadas con respecto a los diferentes resultados obtenidos por
las investigaciones revisadas y que fueron llevadas a cabo a lo largo de toda la
zona geográfica de impacto de esta enfermedad para poder estandarizar algunos
conceptos sobre aspectos taxonómicos, filogenéticos, evolutivos e incluso
ecológicos y comportamentales, como lo es por ejemplo el proceso de
domesticación de las especies de insectos que son vectores de la enfermedad y
que por tanto se convierten en un riesgo latente para las poblaciones humanas,
que además son en su gran mayoría poblaciones rurales y que se encuentran
expuestas a estos insectos vectores y por lo tanto se encuentran en un alto riesgo
de contagio con el parásito.
10
4. MARCO TEORICOPARTE I
4.1. GENERALIDADES DE LA FAMILIA REDUVIIDAE
4.1.1. Desarrollo y Caracteres Morfológicos de Clasificación
La enfermedad de chagas es transmitida al ser humano por medio de las
deyecciones de un insecto perteneciente al Orden Hemiptera, familia Reduviidae y
subfamilia Triatominae el cual una vez pica defeca sobre la herida que ha causado
permitiendo así la entrada al organismo del parásito Trypanosoma cruzi, el cual es
el responsable y causante directo de la enfermedad, que se caracteriza por
inflamar órganos internos como el hígado y especialmente el corazón, lo que lleva
normalmente a graves insuficiencias cardiacas que pueden terminar con la muerte
del individuo infectado con el parásito (Asociación Lucha Contra el Mal de
Chagas).
Esta familia de insectos presenta un amplio rango de distribución abarcando la
totalidad de sur y centro América, por lo cual es considerado uno de los mas
graves problemas para la salud humana de las zonas rurales especialmente,
donde se estima que aproximadamente entre 16 y 18 millones de personas se
encuentran infectadas con el parásito y cerca de 100 millones se encuentran en un
alto riesgo de llegar a ser infectadas por su posible contacto con el insecto vector
de la enfermedad (World Health Organization 1995).
La familia Reduviidae se caracteriza morfológicamente por presentar un cuerpo de
forma ovalada aunque en ocasiones puede presentarse de manera alargada, los
bordes del abdomen normalmente se extienden lateralmente mas atrás que las
alas, igualmente poseen un aparato picador chupador corto llamado probóscide, el
11
cual esta dividido en 3 segmentos, usualmente se encuentra ubicado en una
hendidura en la región del protórax. La cabeza es normalmente elongada y con
una hendidura transversal entre los ojos, también poseen ocelos en su mayoría.
En cuanto al par de antenas cada una de ellas presenta normalmente 4
segmentos, donde algunas veces uno de estos, se encuentra dividido en
subsegmentos. Usualmente estos insectos son de color café o negro y miden
entre 10 y 25 mm. Se encuentran básicamente en plantas que presentan nidos de
aves y en viviendas lo que los hace un riesgo para el ser humano, presentan una
dieta básicamente hematófaga por lo cual prácticamente cualquier mamífero o ave
está en su lista de organismos hospederos o fuentes de alimento (Borror y White.
1997).
Por otra parte es importante también conocer algo del proceso de desarrollo de
estos insectos ya que al realizar muestreos en residencias que se consideran
infestadas es posible encontrar algunos de los demás estadios de desarrollo y no
necesariamente adultos. Estos insectos presentan un desarrollo metamórfico
gradual o incompleto, también conocido como desarrollo paurometabolo, en el
cual se da la maduración y formación de las alas, al igual que la maduración de los
órganos sexuales, este desarrollo se caracteriza por presentar pocos cambios
físicos y por no producirse cambio de medio de vida entre los estados juveniles y
el adulto. Una vez eclosionan los individuos del huevo nacen muy similares a los
adultos pero con una marcada diferencia en su tamaño, a esta etapa se le conoce
como ninfa de primer estadío y posteriormente sufren cambios morfológicos tales
como un notorio crecimiento atravesando así por otros cuatro estados ninfales
antes de ser adultos; es decir, antes de llegar a la madurez totalmente (Ruppert y
Barnes. 1990).
De la subfamilia Triatominae se reconocen formalmente 128 especies, que se
encuentran agrupadas en 17 géneros y 5 tribus. La mayoría de estas especies
presentan un hábito de vida silvestre y se encuentran normalmente asociados a
una gran variedad de huéspedes vertebrados silvestres como aves y mamíferos. A
12
pesar de esto, también los domésticos como cerdos, gatos, perros y ratas los
cuales conviven con el hombre, pueden ser fuentes de alimento aumentando así el
riesgo de contacto del insecto con el ser humano (Schofield et al. 1999).
4.1.2. Posición Taxonómica
Esta clasificación es propuesta para el orden Hemiptera por Rupert y Barnes en
1990.
Eukaryota; Metazoa;
Phylum: Arthropoda
Sub Phylum: Hexapoda
Clase: Insecta
Sub. Clase: Pterygota
Orden: Hemiptera
Sub. Orden: Gymnocerata
Familia: Reduviidae
Sub. Familia: Triatominae
La siguiente clasificación taxonómica es la que actualmente se encuentra en
GenBank, 2002 y es la que se propone para la familia Reduviidae1:
Eukaryota, Metazoa, Arthropoda, Hexapoda, Insecta, Pterygota , Neoptera,
Paraneoptera, Hemiptera, Euhemiptera, Heteroptera, Panheteroptera,
Cimicomorpha
1 La clasificación taxonómica se encuentra disponible por medio del sistema de búsqueda
y recuperación de información en línea del Centro Nacional para Información enBiotecnología–EUA (NCBI–National Center for Biotechnology Information;
13
4.1.3. Distribución Geográfica
Dentro de las 5 tribus conocidas de la familia Reduviidae hay dos principalmente
que han sido estudiadas ya que son éstas, en las que se han encontrado mayor
número de especies que sirven como vectores de la enfermedad de chagas para
los humanos, puesto que han logrado llegar a colonizar las viviendas de gran parte
de las zonas rurales e incluso algunas pequeñas zonas urbanas de América Latina
convirtiéndose en un factor de alto riesgo para la salud de la población humana.
Estas dos tribus son la tribu rhodniini y la tribu triatomini. La distribución geográfica
de estas dos tribus es alarmante ya que se encuentran ubicadas a lo largo de
todos los países tanto de Centro como de Sur América haciendo de esta
enfermedad una situación muy riesgosa para las poblaciones rurales.
Según datos estadísticos recogidos por parte de la Organización Mundial de la
Salud países como Brasil, Argentina y Chile son las regiones con un mayor índice
de pacientes afectados por el Trypanosoma cruzi e igualmente son los que
presentan a una mayor proporción de su población en un riesgo latente de
contraer la enfermedad. Esto se debe a que una buena parte de los pobladores
tienen sus lugares de residencia en áreas rurales cerca de cultivos de plantas y de
criaderos de animales domésticos que son los lugares óptimos para el desarrollo y
proliferación de estos hemípteros ya que por sus hábitos hematófagos necesitan
huéspedes cerca para alimentarse. Además las condiciones de construcción de
sus viviendas como lo son los materiales utilizados o la cercanía a criaderos de
animales domésticos sumado a las mínimas condiciones de salubridad que se
presentan aumentan aun más el riesgo de infestación de los domicilios por parte
de los vectores y por tanto el riesgo de contagio de la población sea mas elevado.
Todo lo anterior sumado a la gran diversidad de especies de Reduvidos que se
encuentran a lo largo de toda la geografía Americana y que son vectores de
http://www.ncbi.nlm.nih.gov). La clasificación taxonómica se puede encontrar en las
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Trypanosoma cruzi, ha llevado a que se realicen numerosas investigaciones en
todos los campos de la biología de estos insectos, (ecología, biología molecular,
anatomía, evolución, etc.) con el fin de tener un mejor conocimiento del ciclo de
vida y características de ellos, para detectarlo fácilmente y así tomar medidas
efectivas de erradicación frente a estos organismos tratando así de evitar una
mayor propagación de la enfermedad y disminuir o eliminar la domiciliación.
Figura 1: Mapa de la distribución geográfica de las principales especies de insectosvectores de la enfermedad de chagas pertenecientes a la tribu Rhodniini. (Tomado dehttp://lanic.utexas.edu/la/region/map/ y adaptado por Juan Eduardo Ruiz)
diferentes secuencias de nucleótidos publicadas en la base de datos GenBank.
15
Figura 2: Mapa de la distribución geográfica de las principales especies de insectosvectores de la enfermedad de chagas pertenecientes a la tribu Triatomini. (Tomado dehttp://lanic.utexas.edu/la/region/map/ y adaptado por Juan Eduardo Ruiz)
16
17
4.1.4. Especies mas Estudiadas
A pesar de la existencia de aproximadamente 128 especies conocidas dentro de la
subfamilia Triatominae, no todas representan un peligro para la salud de los seres
humanos, de hecho son relativamente pocas las especies consideradas peligrosas
para el hombre, ya que no todas estas especies son vectores del Trypanosoma
cruzi, o bien otra gran parte de ellas son especies que se encuentran
exclusivamente distribuidas en un hábitat silvestre, de tal forma que normalmente
no están en contacto con las poblaciones humanas, y por lo tanto no representan
un alto riesgo para el contagio de la enfermedad.
El problema se hace grave para la salud humana a causa de algunas especies
que tienen la facultad de domiciliarse. Es decir, que pueden acceder a las
viviendas humanas y encontrar en ellas un lugar apropiado para su desarrollo y
proliferación, haciendo del hombre un huésped adecuado que le suministra
alimento ya que como se menciono anteriormente estos insectos presentan una
dieta netamente hematófaga, además se ha logrado determinar que la gran
mayoría de estas especies que llevan a cabo el proceso de domiciliación son
portadoras naturales del parásito causante de la enfermedad (Diotaiuti et al. 1997).
Es por lo anterior que la gran mayoría de investigaciones alrededor de toda
América Latina se han concentrado en el estudio de estas especies domiciliarias
las cuales son básicamente todas pertenecientes a las tribus Rhodniini y
Triatomini. Dentro de estas especies las que son consideradas como las que
presentan un mayor peligro para el ser humano son Triatoma infestans y Rhodnius
prolixus, ya que se encuentran distribuidas en prácticamente todos los países de
América Latina. También se han encontrado en varios de los domicilios de
personas que han sido infectadas con el parásito, y así mismo por medio de
diferentes técnicas moleculares se ha logrado verificar que en la gran mayoría de
18
casos de muestreos de poblaciones domiciliarias de insectos los individuos
recolectados de estas especies son portadores del parásito.
Fotografía 1: (A) Espécimen de Triatoma infestans. (B) Espécimen de Rhodnius prolixus.
(C) Espécimen de Triatoma sordida. (D) Espécimen de Rhodnius neglectus (Fotos A, C y
D tomadas de www.sucen.sp.gov.br, Foto B tomada de www.techne.com.ar).
(A) (B)
(C)
19
(D)
Sin embargo no solo las especies Triatoma infestans y Rhodnius prolixus son los
únicos vectores que causan preocupación por la enfermedad. Existen otras
variedades de especies que también han sido identificadas como vectores del
parásito, y en algunos casos se han encontrado especies que incluso son endémicas
de determinadas regiones como lo es el caso de Rhodnius ecuadoriensis que es una
especie propia de Ecuador o Triatoma brasiliensis brasiliensis el cual se encuentra
distribuido en gran parte del territorio de Brasil pero no se ha logrado detectar en
ningún otro lugar (Borges et al. 2000).
Por otra parte algunas especies presentan una distribución geográfica que solamente
se ve entre países vecinos; es decir, algunas de ellas se encuentran ubicadas en
regiones fronterizas, lo cual muestra una uniformidad de la distribución de las mismas,
de acuerdo a determinadas características físicas del medio ambiente como lo son la
temperatura, la humedad, la altura, etc. Este es el caso de Triatoma rubrovaria del
cual se ha visto que presenta una distribución muy definida a lo largo de Argentina,
Uruguay y la zona sur de Brasil, que son regiones relativamente muy cercanas y en
20
cierta forma presentan muchas características tanto físicas como climáticas muy
similares entre ellas (Oscherov et al. 1998).
Tabla 1: Especies de la tribu Triatomini que son vectores de la enfermedad de
acuerdo a su distribución geográfica por países en Latino América y que han sido
objeto de mayor estudio.
ORIGEN ESPECIE TRIBU
Méjico Triatoma peninsularis Triatomini
Méjico Triatoma dimidiata Triatomini
Méjico Triatoma infestans Triatomini
Méjico Triatoma barberi Triatomini
Méjico Triatoma sinaloensis Triatomini
Méjico Triatoma protacta woodi Triatomini
Méjico Triatoma p. protacta Triatomini
Méjico Triatoma p. zacatecensis Triatomini
Colombia Triatoma dispar Triatomini
Colombia Triatoma infestans Triatomini
Colombia Triatoma dimidiata Triatomini
Colombia Triatoma maculata Triatomini
Colombia Triatoma venosa Triatomini
Venezuela Triatoma maculata Triatomini
Venezuela Triatoma infestans Triatomini
Venezuela Triatoma dimidiata Triatomini
Perú Triatoma infestans Triatomini
Perú Triatoma dimidiata Triatomini
Perú Triatoma carrioni Triatomini
Perú Triatoma nigromaculata Triatomini
Perú Cavernicola pilosa Triatomini
21
ORIGEN ESPECIE TRIBU
Ecuador Triatoma dimidiata Triatomini
Ecuador Triatoma infestans Triatomini
Ecuador Triatoma carrioni Triatomini
Ecuador Triatoma dispar Triatomini
Ecuador Triatoma venosa Triatomini
Bolivia Triatoma infestans Triatomini
Bolivia Triatoma melanosoma Triatomini
Bolivia Triatoma carrioni Triatomini
Bolivia Triatoma venosa Triatomini
Bolivia Cavernicola pilosa Triatomini
Brasil Triatoma brasiliensis melanica Triatomini
Brasil Triatoma b. brasiliensis Triatomini
Brasil Triatoma b. macromelasoma Triatomini
Brasil Triatoma infestans Triatomini
Brasil Triatoma melanosoma Triatomini
Brasil Triatoma rubrovaria Triatomini
Uruguay Triatoma rubrovaria Triatomini
Uruguay Triatoma circunmaculata Triatomini
Uruguay Triatoma infestans Triatomini
Uruguay Triatoma platenses Triatomini
Uruguay Triatoma sordida Triatomini
Argentina Triatoma maculata Triatomini
Argentina Triatoma pseudomaculata Triatomini
Argentina Triatoma sordida Triatomini
Argentina Triatoma rubrovaria Triatomini
Argentina Triatoma infestans Triatomini
Argentina Triatoma melanososma Triatomini
Paraguay Triatoma infestans Triatomini
22
ORIGEN ESPECIE TRIBU
Paraguay Triatoma sordida Triatomini
Paraguay Triatoma guasayana Triatomini
Tabla 2: Especies de la tribu Rhodniini que son vectores de la enfermedad de acuerdo a
su distribución geográfica por países en Latino América y que han sido objeto de mayor
estudio.
ORIGEN ESPECIE TRIBU
Méjico Rhodnius prolixus Rhodniini
Colombia Rhodnius prolixus Rhodniini
Colombia Rhodnius colombiensis Rhodniini
Colombia Rhodnius robustus Rhodniini
Colombia Rhodnius brethesi Rhodniini
Colombia Rhodnius pallascens Rhodniini
Venezuela Rhodnius prolixus Rhodniini
Venezuela Rhodnius neivas Rhodniini
Venezuela Rhodnius neglectus Rhodniini
Venezuela Rhodnius pictipes Rhodniini
Venezuela Rhodnius robustus Rhodniini
Venezuela Rhodnius nasutus Rhodniini
Perú Rhodnius robustus Rhodniini
Perú Rhodnius prolixus Rhodniini
Perú Rhodnius pictipes Rhodniini
Ecuador Rhodnius ecuadoriensis Rhodniini
Ecuador Rhodnius robustus Rhodniini
Ecuador Rhodnius pictipes Rhodniini
Ecuador Rhodnius prolixus Rhodniini
Bolivia Rhodnius stali Rhodniini
Brasil Rhodnius neglectus Rhodniini
Brasil Rhodnius nasutus Rhodniini
Brasil Rhodnius brethesi Rhodniini
Brasil Rhodnius prolixus Rhodniini
Brasil Rhodnius pictipes Rhodniini
23
ORIGEN ESPECIE TRIBU
Brasil Rhodnius robustus Rhodniini
Uruguay Rhodnius prolixus Rhodniini
Uruguay Rhodnius neglectus Rhodniini
Argentina Rhodnius prolixus Rhodniini
Argentina Rhodnius neglectus Rhodniini
Argentina Rhodnius pictipes Rhodniini
Argentina Rhodnius nasutus Rhodniini
Argentina Rhodnius pallescens Rhodniini
Argentina Rhodnius robustus Rhodniini
Argentina Rhodnius neivas Rhodniini
Paraguay Rhodnius neglectus Rhodniini
Paraguay Rhodnius robustus Rhodniini
Paraguay Rhodnius prolixus Rhodniini
4.1.5. Hábitat Silvestre de Reduviidae
En la gran mayoría de las especies como fue mencionado anteriormente se ha
logrado determinar un modo de vida silvestre. Gran parte de ellas se distribuyen
normalmente en zonas de abundante vegetación donde se encuentran nidos o
lugares de vivienda tanto de aves como de diferentes especies de mamíferos
silvestres, que son las principales fuentes de alimento de estos insectos que como
ya es bien conocido presentan una dieta netamente hematófaga.
La presencia de una abundante vegetación hace del hábitat de los triatominos un
lugar apropiado para su desarrollo y reproducción, ya que estos insectos
raramente han mostrado un comportamiento en el cual se les vea volar largas
distancias a pesar de tener alas muy bien desarrolladas que les permitirían hacerlo
pero, por el contrario suelen utilizar otro comportamiento distinto para conseguir
alimento, la estrategia de esperar entre la vegetación el paso de mamíferos, o bien
caminar a lo largo de los árboles hasta los nidos de las aves que allí habiten para
24
esperar su llegada y una vez se encuentren en sus viviendas proceder a picarlos y
así alimentarse de su sangre (Schofield et al. 1999).
En algunas regiones de Latinoamérica, especialmente en los países del cono sur
se ha logrado determinar que el lugar habitualmente seleccionado por la mayoría
de las especies de triatominos, de las cuales algunas son vectores de
Trypanosoma cruzi tales como Rhodnius prolixus, Rhodnius robustus, Rhodnius
neglectus, Triatoma sordida entre otros, son las palmas. Por esta razón los
palmares son lugares de un elevado interés por parte de los científicos, ya que son
considerados como posibles centros de dispersión de estas especies hacia otros
hábitats especialmente peridomésticos como lo son corrales de aves e incluso
hábitat artificiales como lo son las viviendas humanas (Bar, M.E. 1998).
Un estudio realizado durante un periodo de un año en la provincia de Corrientes
(Argentina) mostró la notable preferencia que presentan los triatominos por las
palmas. En este caso se utilizó como lugar de estudio una comunidad de palmas
donde se procedió a realizar la identificación de las especies vegetales y
posteriormente realizar la disección de algunos ejemplares con el fin de determinar
la presencia de triatominos en ellas dando como resultado un importante grado de
infestación por parte de estos insectos. Aproximadamente el 96.2 % de las palmas
muestreadas mostró presencia de alguna de las diferentes especies de triatominos
en sus distintos estadios especialmente etapas ninfales. Anexo a esto se logró
determinar que un buen porcentaje de estas plantas presentaban nidificación de
aves. Por otra parte esta comunidad de palmas se encuentra ubicada en
cercanías de residencias humanas lo que llevó a muestrear las residencias
cercanas encontrando que el 85.7 % de las viviendas estudiadas presentaban
infestación de insectos, llevando esto a concluir que se está dando un proceso de
domiciliación de las especies residentes de esta comunidad de palmas hacia las
viviendas humanas circundantes al palmar (Bar, M.E. 1998)
25
A causa de la gran cantidad de disturbios provocados por parte del hombre al
hábitat silvestre de estos triatominos, se han visto obligados a buscar nuevas
fuentes de alimento en hábitat artificiales como se mencionó en el párrafo anterior,
lo cual hace que la vivienda humana sea un hábitat donde hay una fácil
consecución de recursos alimenticios.
4.1.6. Proceso de Infestación de Viviendas
Dentro de las distintas y variadas especies de la subfamilia Triatominae se ha
determinado que la gran mayoría son poblaciones que presentan un hábito
silvestre; es decir, que viven en regiones donde normalmente no están en un
continuo contacto con el ser humano y con su vivienda, ya que por la dieta
hematófaga que presentan, sus hospederos naturales tienden a ser mamíferos y
aves silvestres. Debido a esto normalmente se encuentran en plantas donde
anidan pájaros, especialmente en palmas que están asociadas a aves (Guarneri et
al. 2000) y en territorios de residencia y lugares de alimentación de mamíferos,
especialmente roedores (Dujardin et al. 1999).
Diferentes estudios como los de Dujardin, Schofield, Guarneri entre otros han
mostrado que en los últimos años se ha dado un aumento en el establecimiento de
especies en colonias domésticas como lo es el caso de Triatoma dimidiata, el cual
incluso ha invadido residencias en áreas urbanas. Gracias a varios estudios en
algunos casos se ha logrado determinar que muchas de las infestaciones se han
dado por parte de especies poco conocidas, las cuales en un principio eran
consideradas como poblaciones exclusivas de hábitat silvestres como lo es el
caso de Rhodnius stali y Eratyrus mucronatus en Bolivia (Noireau et al. 1995).
A causa de lo anterior se ha tratado de tomar medidas de erradicación de las
diferentes poblaciones domésticas por medio de la fumigación con insecticidas
26
residuales de las residencias en las que se han encontrado insectos en cualquiera
de sus distintas etapas de desarrollo, bien sean huevos, cualquiera de las cinco
etapas ninfales o como adulto (Milano et al. 1998). Sin embargo, después de algún
tiempo de llevar a cabo la fumigación al realizar nuevos muestreos en estas
residencias que se creían estar libres de insectos, se ha encontrado nuevamente
triatominos lo cual indica un muy probable proceso de reinfestación por parte de
nuevas poblaciones silvestres como se ha logrado ver en el departamento del
Tolima (Colombia). Esta situación que llevado a buscar distintas técnicas, bien
sean moleculares, anatómicas, o morfométricas con el fin de lograr la
identificación y así mismo poder determinar el origen de estos insectos
reinfestantes para tomar nuevas medidas de control epidemiológico (Jaramillo et
al. 2001).
Se explica de cierta manera la aparición en domicilios de estas nuevas especies
reinfestantes por la necesidad que tienen estos insectos de alimentarse, situación
que es básicamente la clave del proceso de colonización, ya que la ocurrencia de
eventos ecológicos como la deforestación pueden provocar una alta tasa de
mortalidad de los vertebrados hospederos silvestres de estas especies, causando
un bajo nivel nutricional a las especies de reduvidos asociados a estos
vertebrados; situación que los obliga a buscar nuevos hábitat donde puedan
fundar nuevas poblaciones, de tal manera que las residencias humanas aparecen
como una buena opción por las distintas condiciones que presentan y aún mas
cuando se tienen cultivos y criaderos de animales domésticos (Schofield et al.
1999). Así mismo otra posible explicación es que por accidente lleguen estos
insectos a los domicilios humanos de una forma pasiva siendo cargados por los
distintos vertebrados que son sus hospederos silvestres (Dujardin et al.1998). En
los dos casos está actuando el efecto fundador ya que la formación de una nueva
colonia se está dando solo por la llegada de una fracción de la variación genética
total que conforma a la población (Futuyma, D.J. 1998)
27
Por otra parte se ha logrado determinar que la gran mayoría de las especies
silvestres presentan una especial habilidad para adaptarse a estos nuevos medios
como lo es el domicilio humano, o las zonas peridomésticas (Guarneri et al.,
2000), pero por el contrario, se hace muy complicado que una vez se han
domiciliado puedan readaptarse a su estado silvestre a causa de la pérdida de
variabilidad y por la acción de la simplificación genética la cual actúa como un
proceso de especialización hacia el hábitat doméstico que hace que se pierdan las
características necesarias para el éxito adaptativo en el medio silvestre que a su
vez es un hábitat mucho mas variable y por tanto se hace mas difícil la
supervivencia; es decir, que el proceso de domesticación de estas especies al ser
explicado desde este punto de vista es prácticamente irreversible (Jaramillo et al.
2001, Schofield et al. 1999)
Se ha podido observar en algunos estudios realizados en su mayoría en Brasil que
determinadas especies llegan incluso en ambientes artificiales a presentar una
preferencia muy marcada por la sangre humana y por la sangre de animales
domésticos mas que por la sangre de sus hospederos silvestres una vez se ha
dado el proceso de domesticación. Un caso documentado en Brasil con las
especies Triatoma pseudomaculata y T. infestans los cuales al haber pasado por
el proceso de domiciliación y posteriormente ser expuestos nuevamente a sus
fuentes silvestres de alimento seguían mostrando una preferencia por las
condiciones alimenticias que se les proporcionaban en los ambientes artificiales,
es decir los domiciliarios o peri domiciliarios (Pereira et al. 2000).
De igual forma algunas de estas especies mostraron la capacidad de reinfestar
domicilios humanos como se mencionó anteriormente, pero lo mas interesante es
el hecho de llegar a reemplazar especies naturales en hábitat domiciliarios. Este
fue el caso de Triatoma infestans en el estado de Minas Gerais en Brasil. Después
de una fumigación en la que se erradico la presencia de Triatoma
pseudomaculata, T. brasiliensis y Panstrongylus megistus, al realizar nuevos
muestreos después de un tiempo del tratamiento de control, se encontraron los
28
mismo domicilios con individuos de T. infestans que hasta ese momento no se
había detectado como una especie domiciliaria de alto impacto en Brasil (Silveira
et al. 1984). Así mismo ocurrió con la especie T. pseudomaculata que era
conocida como una especie que presentaba predilección por alimentarse de la
sangre de aves silvestres y de los predadores asociados a las mismas, pero que
después de un proceso de erradicación entró a reemplazar a T. brasiliensis
formando así nuevas colonias a nivel tanto domiciliario, como peri domiciliario.
Todas estas evidencias experimentales de los procesos de domiciliación llevan a
sugerir el desarrollo de mecanismos adaptativos y por tanto de carácter evolutivo
por parte de las diferentes especies de triatominos a causa de la acción de una
fuerte presión de selección, esto conduce a aumentar el interés por parte de los
científicos para llevar a cabo nuevas investigaciones relacionadas con la filogenia
y procesos evolutivos de estas distintas especies de insectos.
28
PARTE II
4.2. INVESTIGACIONES
4.2.1. Generalidades de las Investigaciones
De las 17 investigaciones que se tuvieron en cuenta para esta revisión
bibliográfica, varias de ellas se enfocan en la búsqueda e implementación de
técnicas moleculares, genéticas y morfométricas, para poder así identificar,
clasificar y relacionar filogenéticamente las diferentes especies de Reduvidos que
se han encontrado a lo largo de toda Latinoamérica y que han sido detectados
como vectores para los humanos de la enfermedad de chagas.
De igual forma se busca poder determinar que cambios sufridos en el medio
ambiente silvestre causados por intervenciones humanas, donde se encuentran
normalmente la mayoría de las diversas especies de Reduvidos han causado el
cambio de hábitat de algunas de estas especies llevándolas a domiciliarse, y así
mismo se pretende poder determinar como estos cambios medio ambientales han
llevado a modificaciones a un nivel evolutivo de estas especies, conduciéndolas
por medio de una fuerte presión de selección a adquirir una serie de nuevas
adaptaciones hacia medios ambientes artificiales para ellas como lo es el
ambiente domiciliario o peri domiciliario de los humanos, situación que ha llevado
a un aumento en el riesgo de propagación y contagio de la enfermedad.
Para poder llegar a alguna conclusión sobre estos diversos temas se han utilizado
diferentes técnicas como lo es a nivel molecular la implementación de RAPD
(Randomly Amplified Polymorphic DNA), PCR (Reacción en Cadena de la
Polimerasa), utilización de secuencias de segmentos de genomas o de genes
nucleares y mitocondriales de algunas especies, las cuales son analizadas
posteriormente mediante programas filogenéticos y estadísticos de computador
29
como Statatistix, Clustal W, BioEdit, que permiten llegar a establecer patrones de
semejanza o diferencia entre las secuencias de las especies permitiendo así
determinar relaciones evolutivas entre ellas (Bargues et al. 2000, Jaramillo et al.
2001, Lyman et al. 1999, Monteiro et al. 1999,). De igual manera se han realizado
investigaciones a nivel morfológico y en especial, mediante morfometría, que
compara diferentes medidas anatómicas que son consideradas como caracteres
diagnósticos para la clasificación de las diferentes especies. Es este el caso de la
comparación realizada entre varias poblaciones de Triatoma brasiliensis llevada a
cabo en distintos estados de Brasil, que permitió ver algunas diferencias
anatómicas notorias entre las poblaciones y los sexos de un lugar y otro a pesar
de pertenecer a la misma especie permitiendo llegar a diferenciar las distintas
poblaciones (Borges et al. 2000). Por otra parte, no han faltado estudios a nivel
ecológico que han tenido como fin el dar a conocer relaciones estrechas de estas
especies con el medio ambiente que las rodea y como este afecta su
comportamiento llevándolas en ocasiones a modificar sus hábitos alimenticios de
tal forma que convierten a animales domésticos y al ser humano en su fuente de
alimento cuando en estado silvestre esto no ocurre de forma natural (Oscherov et
al. 1998, Bar M.E. 1998).
Por otra parte muchas investigaciones se han enfocado en buscar respuesta a
diferentes preguntas relacionadas con el proceso evolutivo de domiciliación de las
especies de triatominos y la relación que este proceso presenta con la evolución
de la dieta hematófaga en estos insectos la cual es considerada un factor
adaptativo antiguo pero que desde hace relativamente poco tiempo (48.9 a 64.4
millones de años) ha mostrado que se encuentra en estrecha relación con el
hecho de presentar un cambio de hábitat de un medio ambiente silvestre a uno
artificial como lo es el domicilio humano. De acuerdo a algunas de estas
investigaciones la adaptación de estos insectos hacia el hábito hematófago se dio
en varias oportunidades y en distintas condiciones a lo largo de toda América
siguiendo así diferentes rutas evolutivas, lo que ha llevado a que los científicos
clasifiquen al género Triatoma como un grupo de origen polifilético, es decir que es
30
un grupo que se encuentra compuesto por diferentes miembros muy relacionados
entre si pero que en sus orígenes no descienden en su totalidad de un único
ancestro común (Futuyma, D.J. 1998, Schofield et al. 1999)
A nivel de estudios genéticos también se ha llevado a cabo un amplio número de
investigaciones las cuales han permitido llegar a conocer segmentos de
secuencias genómicas de algunas especies de triatominos y de algunos
marcadores moleculares tanto nucleares como mitocondriales como es el caso del
gen del cytocromo B (mtCytB) entre otros, los cuales han sido utilizados para
realizar la identificación de especies y determinar la filogenia de las mismas
(Lyman et al. 1999). Sin embargo no solo se han utilizado los segmentos de
secuencias sino también otras técnicas como lo son la variabilidad de isoenzimas,
caracteres citogenéticos, etc. todas llevando a resultados similares en cuanto a la
posición taxonómica y a las relaciones filogenéticas de las distintas especies de
triatominos. Estas investigaciones han permitido llegar a concluir que este grupo
es polifilético, y no monofilético como se consideró en un principio al encontrar las
primeras relaciones entre las distintas especies (Lyman et al. 1999, Schofield et al.
1999).
Estas diversas investigaciones se han llevado a cabo a lo largo de todos los
países Latinoamericanos, pero especialmente se ha observado un gran interés
para realizar estos estudios en Brasil, Argentina y Chile que son los países que
han presentado un mas elevado índice de su población rural infectada con el
parásito o bien son países que se encuentran ubicados en regiones que se
consideran estar en un alto riesgo para que sus pobladores sean contagiados con
la enfermedad, de tal forma que esta enfermedad es considerada un problema de
salud publica de alto impacto y se hace necesario un conocimiento inmediato y
profundo del problema, para así poder llegar a plantear soluciones efectivas y
rápidas en el control de estos insectos y por consiguiente en la propagación de la
enfermedad (World Health Organization 1995).
31
4.2.2. Técnicas Utilizadas en las Diferentes Investigaciones
Como se pudo observar a grandes rasgos en la sección anterior existen varios
protocolos y técnicas utilizadas en algunos de los campos de la biología (biología
molecular, genética, ecología, etc.) para el desarrollo de las diferentes
investigaciones realizadas con respecto a la identificación de especies y
relaciones filogenéticas entre los distintos miembros de los triatomidos. A
continuación se realizara una revisión un poco mas profunda de las diferentes
técnicas que fueron utilizadas a lo largo de las investigaciones que se revisaron
para este trabajo.
Dentro de las investigaciones realizadas mediante la parte de morfología externa
de las diferentes especies, para su respectiva identificación, en varios de los
estudios se utilizaron herramientas como las claves taxonómicas y el uso de
caracteres diagnósticos los cuales tienen como función primaria por medio de la
observación detallada de algunas características físicas especificas de los
insectos poder determinar a que géneros y especies corresponden pudiendo así
diferenciarlas unas de otras, estos mecanismos presentan problemas graves en
cuanto a la certeza de la clasificación dada, ya que la similitud existente entre
algunas de las especies puede llegar a ser tanta que existe la posibilidad de caer
en confusiones en cuanto a la clasificación exacta de determinados individuos. Por
otra parte como ventaja que presenta la implementación de estas técnicas esta el
hecho de ser relativamente económicas ya que no necesita la utilización de
implementos muy sofisticados y de alto costo (Oscherov et al. 1998, Bar, M.E.
1998).
Otro mecanismo utilizado para la identificación y clasificación de estas especies es
el uso de las relaciones morfométricas las cuales se basan en la comparación de
distancias especificas entre determinados órganos como antenas, ocelos, etc, y
así mismo funcionan igualmente como caracteres diagnósticos de los individuos,
32
lo que permite llegar a diferenciar entre las distintas especies e incluso entre
poblaciones de una misma especie que se encuentran ubicadas en diferentes
lugares, esto da una ventaja frente a la clasificación taxonómica por claves en
cuanto a que da la posibilidad de diferenciar entre poblaciones domiciliadas de
poblaciones silvestres, ya que a causa de factores de presiones evolutivas las
poblaciones que se domicilian presentan cambios en su tamaño y por consiguiente
en las medidas que son utilizadas para identificarlas. Sin embargo al igual que
todas no es una técnica perfecta ya que en algunas ocasiones se encuentran
individuos que presentan características extremas bien sean mas pequeños o mas
grandes que el tamaño promedio normal de los individuos de la especie o de la
población, de tal forma que esto puede llevar a crear incongruencias en los
resultados. Igualmente en algunos casos las diferencias entre las medidas
anatómicas de las especies pueden ser tan pequeñas que estadísticamente se
consideren iguales y a causa de esto se agrupen especies o poblaciones
diferentes en taxones iguales (Borges et al. 2000).
Figura 3: Muestra algunas de las medidas anatómicas utilizadas para la identificación de
poblaciones de Brasil. AT medida de las antenas, AO distancia ante ocular, EO distancia
externa entre los ocelos, OE distancia externa entre los ojos, PO distancia postocular.
(Tomado del artículo Genetic Variability of Triatoma brasiliensis Populations Borges et al. 2000)
33
Otros mecanismos que también han sido utilizados en las investigaciones son
algunas de las técnicas de biología molecular y genética usadas con el fin de
poder llegar a la identificación de las especies de triatomidos y de las relaciones
filogenéticas existentes entre ellas, igualmente son utilizadas como mecanismo de
diferenciación entre poblaciones silvestres y domiciliarias e incluso en algunos
casos pueden ser útiles para la diferenciación entre poblaciones domiciliarias de la
misma especie pero que se encuentran ubicadas en distintas regiones
geográficas. Estas técnicas suelen ser mucho más exactas que las
identificaciones morfológicas, pero tienen como inconveniente principal un elevado
costo en reactivos al igual que la necesidad de usar equipos específicos para
lograr la obtención de resultados. De igual forma exigen un mayor cuidado en la
manipulación y tratamiento de las muestras para evitar contaminaciones o daños
en el material por posibles errores en el uso de los reactivos necesarios para su
tratamiento.
Una herramienta de gran utilidad es el uso de comparaciones de isoenzimas que
por definición son una de las varias formas que puede presentar una enzima,
producida por diferentes loci en el genoma de un organismo individual (Futuyma,
D.J. 1998) y con las cuales se busca contrastar los perfiles enzimáticos de las
diferentes especies de triatominos mediante corridos electroforéticos en gel, los
cuales tienen como fin poder determinar diferencias en la movilidad de las
enzimas de acuerdo a su número y tamaño al exponerlas a un campo eléctrico.
Estas enzimas son extraídas normalmente a partir de muestras de tejido muscular
de los insectos para posteriormente ser tratadas mediante procedimientos
químicos para purificarlas y conservarlas. El fin de esta prueba es en el revelado
hacer una comparación de la distancia que hay entre las bandas que están en
diferentes carriles (teniendo en cuenta que cada carril es un individuo) agrupadas
por poblaciones o por especies bien se quieran comparar unas u otras y de
acuerdo a la diferencia entre las distancias y en el numero de bandas presentes
en los diferentes carriles se puede llegar a determinar que enzimas están
presentes en cada especie o en cada población logrando así diferenciarlas.
34
Igualmente el uso de RAPD ha sido de gran éxito en el proceso de identificación
de especies y especialmente en la identificación de variaciones intraespecíficas
como lo es el caso de poblaciones silvestres y domiciliarias ya que permite
determinar diferencias a nivel de variabilidad genética entre ellas, de tal forma que
cada especie es analizada de acuerdo a marcadores moleculares que permiten la
diferenciación de cada una de ellas basándose en la detección de polimorfismos
genéticos que son normalmente cambios puntuales en los sitios de homología con
el primer e inserciones o deleciones de segmentos dentro de la zona amplificable
cambiando así la longitud del fragmento, este mismo principio es utilizado en la
amplificación de genes ribosomales (Jaramillo et al. 2001). Este procedimiento se
realiza mediante la extracción de ADN del tejido del insecto, el cual es tomado a
partir de muestras de patas, las cuales son maceradas y tratadas químicamente
para lograr la purificación del ADN, posteriormente se realiza la cuantificación del
ADN extraído mediante la comparación con muestras de concentraciones ya
conocida que son visualizadas mediante electroforesis en gel de agarosa o
mediante espectrofotometría. Posteriormente se realiza el proceso de anillaje con
primers que para el caso de los RAPD suelen ser oligonucleotidos cortos y de
secuencia arbitraria, para esta técnica de amplificación es necesario que el primer
anille dos veces al mismo tiempo, en los extremos de la secuencia que se desea
amplificar. A continuación se realiza la visualización de las bandas y se procede a
comparar la presencia o ausencia de bandas en los diferentes individuos, con esta
información se tabula una matriz binaria donde los 1 son presencia de
determinada banda en el individuo y el 0 ausencia de ella, luego mediante el uso
de programas estadísticos de computador se determina el grado de similitud o
diferencia entre los individuos lo cual permite agruparlos y diferenciar así unas
especies de otras. El uso de esta matriz igualmente permite generar árboles
filogenéticos en los cuales se pueden establecer relaciones de cercanía entre las
diferentes especies estudiadas de acuerdo a su similitud en las regiones de ADN
amplificadas. Por otra parte esta técnica presenta como principales desventajas la
subjetividad en la lectura de las bandas ya que en ocasiones no son muy nítidas o
la distancia que migran los segmentos de ADN por el campo eléctrico es muy
35
similar y por esta razón se observan muy cercanas entre ellas, razón por la cual
puede llegar a ser difícil diferenciarlas, también hay dificultad en la reproducibilidad
de las bandas delgadas. A causa de esto siempre es recomendable tener en
cuenta solo las bandas mucho más nítidas y reproducibles (Borges et al. 2000,
Jaramillo et al. 2001).
En algunas de las investigaciones llevadas a cabo recientemente se ha
implementado el uso de secuencias genómicas bien sea de segmentos de los
cuales son conocidas sus codificaciones especificas para ser comparadas y
analizadas estadísticamente mediante programas de computador que tienen como
función especifica comparar las secuencias de ADN de las distintas especies unas
con otras y determinar de acuerdo a la cantidad de nucleótidos similares o
diferentes, el grado de diferenciación genética y de divergencia existente entre las
especies, es decir; que tanto se han diferenciado entre ellas a través del proceso
de evolución que han sufrido las especies, estos análisis comparativos de las
secuencias han permitido crear e implementar otros programas que permiten crear
árboles o representaciones gráficas de estas diferencias entre especies, para una
mas fácil interpretación de que tanta diferencia existe y por tanto que tan
relacionados pueden llegar a encontrarse los diferentes grupos taxonómicos
estudiados. Una de las grandes ventajas de estas técnicas es la gran velocidad
con la que es posible analizar o comparar un buen número de especies
simultáneamente ya que si esta comparación entre secuencias fuera hecha a
mano implicaría un gasto de tiempo extremo, por otra parte los árboles obtenidos
presentan distancias exactas de acuerdo a las comparaciones genómicas lo que
los hace de fácil interpretación para determinar relaciones filogenéticas entre las
especies estudiadas. Sin embargo presenta como desventajas que algunas
secuencias son difíciles de obtener o no se encuentran aun publicadas, por otra
parte a pesar de no ser un gran problema en algunas ocasiones implica un costo
elevado la consecución de algunos de los programas que no se consiguen de
manera gratuita en Internet, es necesario tiempo de capacitación para lograr un
manejo óptimo de los mismos ya que a pesar de ser de un relativo fácil manejo
36
algunos de estos programas presentan muchas herramientas adicionales muy
útiles pero sin embargo para su uso se hace necesario un conocimiento previo de
su funcionamiento por la gran cantidad de variables que pueden llegar a afectar el
proceso de alineamiento o de construcción de árboles, al igual que sensibilidad de
los índices de similitud con los que son comparadas estadísticamente las
secuencias a estudiar (Borges et al. 2000, Lyman et al.1999).
Figura 4: Ejemplo de un fenograma generado mediante programas de computador para
poblaciones silvestres y domiciliarias de Rhodnius en Colombia, usando el índice de
disimilaridad de Jaccards y el algoritmo UPGMA.
(Tomado del artículo Differentiation and Genetic Analysis of Rhodnius prolixus and Rhodnius
colombiensis by rDNA and RAPD Amplification. Jaramillo et al. 2001)
Otra herramienta en el campo de la biología molecular ampliamente utilizada para
llevar a cabo estas investigaciones es el PCR (Reacción en Cadena de la
Polimeraza). Esta técnica tiene como fin el producir muchas copias de un
segmento específico de ADN como por ejemplo genes ribosomales, secuencias
conservadas, entre otras, en un corto lapso de tiempo a partir de la reacción
natural de la polimeraza que es una enzima que tiene como función catalizar la
37
formación y reparación del ADN. El primer tratamiento que se lleva a cabo es
denaturar el ADN extraído de los individuos que se desean estudiar sometiéndolo
a altas temperaturas de tal forma que se obtienen dos hebras sencillas de ADN,
las cuales van a servir como templado para la posterior copia de los nuevos
segmentos de cadena. Posteriormente se utilizan primers o iniciadores los cuales
se unen a las dos hebras de la cadena original en regiones determinadas y
especificas por complementariedad de bases (este proceso es conocido como
anillaje) y a partir de estos iniciadores la polimerasa comienza a elongar la cadena
pegando nucleótidos de acuerdo a las bases presentes en la hebra molde hasta el
lugar indicado de terminación de copia, la longitud del segmento copiado depende
de los lugares donde se produzca el anillaje de los iniciadores (esta parte del PCR
se denomina elongación), de tal forma que queda copiado solo el segmento corto
que se desee reproducir. Todos estos procesos del PCR son igualmente
dependientes de diferentes temperaturas para que tengan éxito. Una de las
grandes ventajas de este procedimiento es el hecho de ser cíclico es decir que la
denaturación, anillaje y elongación se lleva a cabo varias veces, igualmente es
exponencial ya que de dos hebras salen dos mas y así sucesivamente lo que hace
que en corto tiempo se obtengan miles de copias del segmento específico
deseado, de igual manera también es ventajoso el hecho de no tener que utilizar
grandes cantidades de muestra de ADN, sino que por el contrario con muy poco
material se pueden llegar a obtener resultados óptimos (Jaramillo et al. 2001,
Barges et al. 2000).
Dentro de los estudios evolutivos y filogenéticos esta técnica ha tenido gran
efectividad ya que permite establecer diferencias entre las especies comparadas
debido a las variaciones en las proporciones de nucleótidos debido a la diferencia
que estos presentan en sus pesos y cargas eléctricas al correr los productos de
amplificación de PCR de diferentes especies en electroforesis, esto hace que se
observen bandas a diferentes niveles o distancias en el gel por lo cual se hace
posible determinar diferencias o similitudes entre la cantidad de cada nucleótido
presente en los genomas de las especies que se estudian.
38
4.2.3. Morfometria Utilizada Para la Diferenciación de Especies de
Triatominos
Como se mostró en la sección anterior son varias las técnicas y herramientas que
se han implementado en el estudio de los Reduvidos a lo largo de algunos de los
campos de la biología. Sin embargo, se hace necesario mostrar específicamente
como han sido utilizadas estas técnicas en investigaciones concretas y así mismo
observar en qué lugares a lo largo de la distribución geográfica de estos insectos
han obtenido resultados importantes en el conocimiento de los triatominos. De
igual forma, comparar si en lugares diferentes al aplicar las mismas herramientas
se han obtenido resultados igualmente sólidos para un mejor conocimiento de
estos vectores y por consiguiente han aportado soluciones para el control de la
propagación del parásito y la disminución de del contagio de la enfermedad.
Uno de los estudios revisados busca determinar la variabilidad genética de
poblaciones de Triatoma brasiliensis, para llevarlo a cabo, los investigadores
tomaron poblaciones de dos regiones diferentes de Brasil, una en el estado de
Novo Oriente y la otra del estado de Independência. Capturaron adultos y ninfas
domiciliadas en casas habitadas de las dos regiones y posteriormente se llevaron
a cabo las comparaciones por tres métodos diferentes: el primero, morfometria en
el cual se tomaron seis diferentes medidas en la cabeza de los individuos adultos:
medida de las antenas, distancia ante ocular, distancia externa entre los ocelos,
distancia externa entre los ojos, distancia postocular y el ancho del anteclipeo,
posteriormente mediante transformaciones logarítmicas y análisis estadísticos
construyeron mapas que permitían ilustrar las diferencias en tamaño y forma entre
los sexos de los individuos, al igual que diferencias entre las poblaciones. La
segunda técnica que utilizaron fue la comparación de isoenzimas en la cual se
tomaron músculos toráxicos de 15 machos y 15 hembras de cada una de las
poblaciones, los cuales fueron tratados con estabilizadores enzimáticos y se
mantuvo el tejido en frío durante su uso. Analizaron ocho sistemas enzimáticos
39
utilizando la electroforesis en gel. La última técnica que implementaron en este
estudio, fue los RAPD, para los cuales tomaron ADN de las patas de 10 individuos
machos y de 10 hembras de cada una de las poblaciones. Luego determinaron las
concentraciones de ADN finales mediante la comparación con modelos ya
conocidos por medio de electroforesis en gel de agarosa. Posteriormente llevaron
a cabo la amplificación del ADN mediante el uso de los primers 3302 (5’
CTGATGCTAC 3’), 3303 (5’ TCACGATGCA 3’), 3304 (5’ CGACTGTCA 3’) y 3307
(5’ AGTGCTACGT 3’). Después, las muestras amplificadas de ADN fueron
separadas mediante electroforesis en gel de poliacrilamida y a partir del patrón de
bandas que obtuvieron crearon dendrogramas teniendo como base la matriz de
similitud (Borges et al. 2000).
4.2.4. Investigación Ecológica Basada en Ciclo de Vida de
Triatoma rubrovaria
Por otra parte, dentro de los estudios que implican la investigación de la ecología
de estos organismos, se encuentra una importante investigación que busca
determinar el tiempo de incubación, de desarrollo ninfal y la tasa de mortalidad de
las ninfas. Igualmente otras investigaciones han tenido como fin identificar las
especies de triatominos que habitan en los cultivos de palmas que se encuentran
en cercanía a residencias humanas con el fin de evaluar qué tanto riesgo
representan estas poblaciones para la infestación y trasmisión del parásito al ser
humano. Así mismo, buscan analizar la estructura poblacional de las especies que
presentan una mayor densidad. La primera de estas investigaciones fue realizada
en la ciudad de Mercedes, Corrientes Argentina donde fueron capturadas varias
hembras fecundadas de la especie Triatoma rubrovaria cuya población se
encontraba en una cantera de piedras cercana a un asentamiento humano.
Posteriormente estos individuos fueron llevados a laboratorio donde se tomaron
cinco cohortes de 100 huevos cada uno, los cuales fueron criados en condiciones
40
ambientales controladas hasta obtener las ninfas, las que fueron alimentadas
semanalmente sobre gallinas. En igual forma, semanalmente registraban el tiempo
de incubación, el tiempo de desarrollo ninfal y la mortalidad de individuos. Estos
datos obtenidos fueron tratados estadísticamente para así obtener los porcentajes
definitivos de la duración de las distintas etapas del desarrollo y la tasa de
mortalidad de esta especie (Oscherov et al. 1998).
4.2.5. Relación del Proceso de Desarrollo con la Fuente
Alimenticia de Varias Especies de Triatominos
En el estudio de Guarneri et al (2000) que trabaja sobre algunos de los hábitos
alimenticios de estos insectos y como estas fuentes de alimento influyen en el
ciclo de vida y en el desarrollo reproductivo de las hembras de Triatoma infestans,
Triatoma sordida, Triatoma brasiliensis y Triatoma pseudomaculata. Los
investigadores capturaron los individuos de T. infestans y T. sordida en el estado
de Bahia, Brasil y los individuos de T. pseudomaculata y T. brasiliensis en el
estado de Piauí, Brasil. Estos individuos fueron llevados al Laboratorio de
Triatominos e Epidemiologia da Doenca de Chagas. Los investigadores utilizaron
la segunda generación de todas las especies capturadas con excepción de
Triatoma pseudomaculata del cual se uso la primera generación. Todos los
individuos fueron mantenidos a temperaturas constantes y semanalmente eran
alimentados con sangre de ratón y de pollo. Para llevar a cabo el estudio del ciclo
de vida de las diferentes especies los investigadores tomaron 100 ninfas de cada
una de las especies elegidas el día que eclosionaron. Estas ninfas las colocaron
individualmente en recipientes separados. Cada una de las especies la dividieron
en dos grupos de 50 ninfas y cada uno de estos grupos fue alimentado en
diferentes clases de huéspedes los cuales fueron ratones y pollos de los cuales se
alimentaron las ninfas una hora semanal a lo largo de todo el ciclo de vida. Las
observaciones las realizaron diariamente a lo largo de todo el experimento para
41
poder verificar la presencia de individuos muertos. Una vez tenían los individuos
adultos eran medidos y pesados en una balanza analítica para mayor precisión.
Por ultimo estudiaron la fecundidad tomando 10 parejas de individuos de cada uno
de los grupos y colocándolas cada pareja por separado y así poder evaluar todo el
periodo de apareamiento, iniciación de la oviposición y numero de huevos por
hembra lo cual les llevo aproximadamente tres meses. Para determinar como
afecta la clase de fuente de comida en la fecundidad tomaron hembras vírgenes y
fueron colocadas con machos maduros. Las hembras fueron pesadas antes y
después de comer, al mismo tiempo que monitorearon la oviposición, una vez
ocurrió esta pesaron de nuevo a la hembra antes y después de una nueva
alimentación, este proceso lo repitieron 3 veces. Con estos datos de los pesos
realizaron tratamientos estadísticos como Chi cuadrado, ANOVA, wilcoxon, etc.
(Guarneri et al, 2000).
4.2.6. Investigación Ecológica Basada en la Presencia de
Triatominos en Cultivos de Palmas
Otro de los estudios realizados en el campo de la ecología de estos insectos
realizado por M.E. Bar. (1998) se basa en la presencia muy común de varias
especies de triatominos en los cultivos de palmas, ya que estos cultivos funcionan
como centros de dispersión hacia las zonas peridomésticas como lo son corrales
de aves o incluso las viviendas humanas. Dentro de las especies que mas han
sido detectadas en los cultivos de palmas a lo largo de Latinoamérica se
encuentran Rhodnius prolixus, Rhodnius robustus, Triatoma maculata entre otros,
los cuales han sido catalogados como algunas de las especies con mayor índice
de infestación del parásito y ser las causantes en buena parte de las trasmisiones
al ser humano. Esta investigación la llevaron a cabo en una comunidad de palmas
ubicada en la provincia de Corrientes, donde mensualmente realizaron muestreos
en los cuales llevaban a cabo la disección de 4 palmas. Para cada uno de los
42
muestreos que realizaron trazaron 4 transectos de igual distancia entre ellas a una
diferencia de 300 metros de longitud, donde de cada uno de los transectos
tomaron una palma al azar para ser disecada. Una vez elegida la palma que
disecarían, procedían a realizar la identificación taxonómica del individuo mediante
el uso de claves taxonómicas, igualmente tomaron medidas de características
importantes como: altura, diámetro, presencia de nidos de aves sobre ellas y la
distancia presente entre la palma y la vivienda humana más cercana. Una vez
obtenían estos datos procedían a la disección de la planta tumbándola desde la
base y colocándola sobre una tela blanca para poder detectar fácilmente a los
triatominos presentes en ella. Posteriormente examinaron los distintos órganos de
la planta como frutos, pecíolo, inflorescencia, etc. Una vez habían disecado estas
partes, las fumigaron con agentes químicos para hacer que los insectos salieran
de sus refugios y de esta forma facilitar su colecta. Los investigadores
consideraron como palmeras infestadas todas aquellas que presentaran
cualquiera de los diferentes estados de desarrollo de los insectos bien fueran
huevos, ninfas o adultos. Igualmente realizaron muestreos en las residencias
humanas cercanas a los cultivos tomando igualmente como infectadas las
viviendas con presencia de ninfas, huevos o adultos, muestras las cuales serian
identificadas posteriormente en laboratorio mediante claves taxonómicas, según
sexo y estado de desarrollo. Por último, realizaron la extracción de heces de los
triatominos por medio de presión abdominal y diluyéndola en solución salina de
cloruro de sodio para su observación microscópica con el fin de detectar la
presencia del parásito Trypanosoma cruzi. Toda esta investigación se hace muy
importante para las comunidades rurales, ya que permite determinar si las
plantaciones de palmas creadas artificialmente con un fin de explotación
económica están aumentando el riesgo de infestación de ambientes domiciliares y
peridomiciliares con triatominos que en efecto pudieron demostrar son portadores
del parásito en esta zona y por tanto un riesgo para la salud de los pobladores de
la región y que tienen su lugar de residencia en cercanía a los cultivos de palmas
(M.E. Bar. 1998).
43
4.2.7. ADN Mitocondrial Utilizado Para Determinar Variaciones
Entre Poblaciones
En cuanto a los 17 estudios revisados, 13 de ellos se basan en técnicas
moleculares con diferentes objetivos, entre ellos identificar especies de
triatominos, diferenciar poblaciones de insectos silvestres con respecto a
poblaciones domiciliadas, determinar relaciones filogenéticas y de poblaciones de
triatominos con diferentes distribuciones geográficas. Este es el caso de un
estudio realizado en Cochabamba Bolivia por Monteiro et al. (1999) donde
mediante el uso de ADN mitocondrial compararon las variaciones en las
secuencias de poblaciones de Triatoma infestans tanto silvestres como
domiciliarias. La investigación fue realizada con fragmentos de secuencias de
ADN de 412 pares de bases correspondientes a la secuencia del gen de citocromo
B mitocondrial, en nueve especimenes de poblaciones Sur Americanas de
Triatoma infestans y en una especie muy relacionada Triatoma melanosoma. El
estudio lo iniciaron con el procesamiento del ADN de los insectos de manera
individual aislándolo, purificándolo y posteriormente amplificándolo mediante PCR
donde utilizaron los primers directo 5’-GGACAAATATCATGAGGAGCAACAG y el
otro reverso que es 5’-ATTACTCCTCCTAGCTTATTAGGAATTG. Una vez
obtuvieron los fragmentos amplificados procedieron a realizar la secuenciación de
estos productos de amplificación, una vez obtuvieron las secuencias comenzaron
a buscar una secuencia consenso; estas secuencias fueron alineadas para llevar a
cabo el análisis filogenético el cual fue realizado mediante los métodos de
Neighbor Joining y Parsimonia, dando como resultado un único árbol definitivo en
el cual los caracteres derivados compartidos (Sinapomorfias) fueron utilizados
para determinar los clados que conforman el cuerpo del árbol, y por otra parte los
caracteres únicos de una línea terminal (Autapomorfias) fueron utilizados para
determinar las ramas terminales del árbol. También realizaron pruebas de
alozimas en las cuales tomaron 24 individuos de Misiones, Argentina los que
fueron comparados con 8 colectados en muestreos de campo en Bolivia de
44
Triatoma. Infestans y otros 8 colectados en Hayes, Paraguay. Para llevar a cabo
esta comparación hicieron una electroforesis y un tratamiento enzimático.
Igualmente realizaron estudios citogenéticos en los que a partir de 7 individuos
machos y una hembra de Triatoma melanosoma obtuvieron dos individuos
híbridos machos al cruzar Triatoma infestans (macho) con Triatoma melanosoma
(hembra), las gónadas de los individuos (testículos y ovarios) fueron fijadas en
ácido acético-etanol, varios de los marcadores citogenéticos ya conocidos para la
identificación de las especies de triatominos fueron utilizados para diferenciar
estas especies. Los investigadores observaron los híbridos durante el periodo en
el que los cromosomas están en meiosis, especialmente en el momento del
apareamiento de los dos juegos de cromosomas homólogos durante la metafase I
y II pensando que en este punto se pudiera dar alguna clase de alteración en el
desarrollo de las células sexuales de los individuos, pero encontraron que el
proceso meiotico fue aparentemente normal. Así mismo en esta investigación
llevaron a cabo los análisis de medidas morfométricas donde midieron las alas de
25 individuos de Triatoma melanosoma y de 62 individuos de poblaciones
domiciliarias de Triatoma infestans encontrados en Hayes, Paraguay, los
resultados fueron tratados estadísticamente y comparados con otras medidas
obtenidas en investigaciones anteriores de poblaciones provenientes de
Cochabamba, Bolivia. Por último realizaron experimentos de cruzamientos entre
especies como por ejemplo cruces recíprocos entre combinaciones de Triatoma
melanosoma y Triatoma infestans esto con el fin de evaluar la compatibilidad
reproductiva de estas dos especies y determinar la existencia de posibles
mecanismos de inviabilidad del cruce como esterilidad híbrida. Los adultos
vírgenes fueron obtenidos mediante cinco ninfas de quinto estadio las cuales
fueron conservadas en aislamiento hasta completar su maduración sexual. Todas
las parejas de las diferentes especies de triatominos estudiadas fueron
mantenidas por los investigadores bajo las mismas condiciones experimentales de
laboratorio como la temperatura del lugar, alimentación en aves, humedad, etc.
(Monteiro et al. 1999).
45
Tabla 3: Resultados de los experimentos de cruces entre hembras de Triatoma infestans
y machos de Triatoma melanosoma. (Tomado del artículo Mitochondrial DNA Variation of
Triatoma infestans Populations and its Implication on the Specific Status of Triatoma melanosoma
Monteiro et al. 1999).
Tabla 4: Resultados de los experimentos de cruces entre machos de Triatoma infestans y
hembras de Triatoma melanosoma. (Tomado del artículo Mitochondrial DNA Variation of
Triatoma infestans Populations and its Implication on the Specific Status of Triatoma melanosoma
Monteiro et al. 1999).
46
4.2.8. Relojes Moleculares
El estudio realizado por Bargues et al. (2000) se basó en el concepto de reloj
molecular para llevar a cabo una investigación, la cual tenía como fin principal
estimar la historia evolutiva y los tiempos de divergencia de las diferentes líneas
de los Triatominos basándose en las secuencias de nucleótidos de la sub-unidad
rADN conocida como 18S y mediante el segundo espaciador interno transcrito
ITS-2 del ADN ribosomal de los insectos. El concepto de reloj molecular se basa
en asumir que el proceso de replicación de ADN, transcripción, síntesis de
proteínas, y metabolismo es muy similar en todos los organismos y que tanto las
proteínas como los RNAs deben ser altamente conservados. Sin embargo, con el
paso del tiempo han ocurrido sustituciones de nucleótidos y por tanto las cadenas
de ADN y las proteínas han sufrido cambios. Estos cambios tienden a preservar
las funciones de los genes; es decir, que a pesar de producirse cambios en las
secuencias de ADN, los aminoácidos que se sintetizan no van a variar y por tanto
las proteínas serán las mismas, sin perder así su función primaria para el
individuo. De esta forma la hipótesis del reloj molecular asume que las
sustituciones de nucleótidos en una secuencia determinada ocurren a una tasa
constante lo que permite medir el tiempo de divergencia entre dos secuencias
distintas (Zuckerkandl & Pauling 1965). Para realizar la investigación utilizaron las
secuencias de la sub-unidad 18S y la de ITS-2 a partir de ADN ribosomal nuclear
de varias especies de Triatominos, esta obtención de las secuencias la lograron
mediante PCR directo. A partir de estos productos obtuvieron árboles filogenéticos
por medio de los métodos de parsimonia y distancias, de tal forma que estos
árboles confirmaron que los dos marcadores son complementarios y útiles para
determinar las relaciones filogenéticas en Triatominos tanto a niveles taxonómicos
elevados como a niveles bajos (especies, subespecies, poblaciones). Para la
realización de esta investigación los investigadores tomaron varias especies cuyas
secuencias publicaron en GenBank: Para la secuencia de 18S rADN: Triatoma
infestans, Y18750; T. dimidiata, AJ243328; T. phyllosoma, AJ243329; T.
47
pallidipennis, AJ243330; T. longipennis, AJ243331 T. picturata, AJ243332; T.
mazzottii, AJ243333; Panstrongylus megistus, AJ243336; Dipetalogaster maxima,
AJ243334; Rhodnius stali, AJ243335; Psammolestes tertius, Y18751. Por otra
parte, las secuencias de ITS-2 son: T. infestans, AJ286874; T. dimidiata de
Oaxaca y Morelos, Méjico, AJ286878; T. dimidiata de Veracruz, Méjico, AJ286877;
T. dimidiata de San Luis Potosí (dos poblaciones de Tanchahuil y Barrio Tzitzi),
Méjico, AJ286879; T. dimidiata de Yucatán, Méjico, AJ286880; T. dimidiata de
Honduras y de Guayaquil (una población de Pedro Carbo y una generación de
laboratorio), Ecuador, AJ286875; T. dimidiata de Nicaragua, AJ286876; T.
phyllosoma, AJ286881; T. pallidipennis, AJ286882; T. longipennis, AJ286883; T.
picturata, AJ286884; T. mazzottii, AJ286885; P. megistus, AJ286886; D. maxima,
AJ286887; Rhodnius prolixus, AJ286888; R. stali variedad pálida, AJ286889; R.
stali variedad oscura, AJ286890; P. tertius, AJ286891(Bargues et al. 2000).
En otra investigación similar a la anterior, para llevar a cabo el proceso de
identificación y de relacionar filogenéticamente a las diferentes especies de
triatominos, los investigadores en este estudio utilizan dos marcadores
moleculares diferentes a los de la investigación anterior que son el mtlsurRNA o
sub-unidad larga mitocondrial de ARN ribosomal y por otra parte el mtCytB o gen
del citocromo B. Para desarrollar esta investigación los científicos tomaron las
secuencias de los genes anteriormente mencionados de 17 especies diferentes de
triatominos, para obtener estas secuencias tomaron tejido de músculo de pata de
los insectos, al igual que huevos con el fin de extraer el ADN de estas muestras.
Posteriormente determinaron cuales serían los oligonucleótidos que funcionarían
como primers para la amplificación por PCR y la secuenciación directa de ADN, en
este caso los primers tanto para el mtlsurRNA como para el mtCytB fueron
tomados de secuencias consenso (Tomadas de GenBank) de regiones altamente
conservadas de los dos genes en seis especies de invertebrados, las cuales
fueron Anopheles gambiae (L20934), A. quadrimaculatus (LO4272), Apis mellifera
(LO6178), Artemia franciscana (X69067), Drosophila melanogaster (U37541), y
Locusta migratoria (X80245). Después de alinear y comparar estas secuencias
48
encontraron dos segmentos de 20 pares de bases con mucha similaridad en todas
las especies. Posteriormente buscaron los primers para los dos genes
encontrando las secuencias consenso que se muestran a continuación en las
tablas.
Tabla 5: Primers directos y reversos utilizados para el gen mtlsurRNA o sub-unidad larga
mitocondrial de ARN ribosomal. (Tomado del artículo Mitochondrial DNA Sequence Variation
Among Triatomine Vectors of Chagas Disease. Lyman et al. 1999 adaptada por Juan Eduardo Ruiz
Gómez).
Clase de Primer Nombre Secuencia
Directo LRN 13393 5’-C(G/A)CCTGTTTAACAAAAACAT
Directo LRN 13393 A 5’-CATCTGTTTA(A/T)CAAA(A/G)ACAT
Reverso LRJ 12966 5’-AAAAAAATTACGCTGTTATCCCTAAAGTAA
Reverso LRJ 12966 A 5’-AAAAAAATTACGCTGTTATCCCTAA(A/G)GTAA
Reverso LRJ 12966 B 5’-AAAAAAATTACGCTGTTATCCCTAA
Tabla 6: Primers directos y reversos utilizados como regiones consenso para el segmento
mtCytB o gen del citocromo B. (Tomado del artículo Mitochondrial DNA Sequence Variation
Among Triatomine Vectors of Chagas Disease. Lyman et al. 1999 adaptada por Juan Eduardo Ruiz
Gómez).
Clase de Primer Nombre Secuencia
Directo CYT BF 10821 5’-CGACAAATATCATTTTGAGGAGCAACAG
Directo CYT BF1 10821 5’-GGTCAAATATCATTTTGAG(T/G)AGC(T/A)AC(T/A)G
Directo CYT BF2 10813 5’-TACCATGAGC(A/T)CAAATATCAT(T/A)TTGAG
Reverso CYT BR 11290 5’-ATTACTCCTCCTAGCTTATTAGGAATTG
Reverso CYT BR1 11277 5’-ATTTATTAGGAAT(A/T)GATCGTAAAAT(T/A)G
Reverso CYT BR2 11309 5’-ATTTGATATAACTAA(T/A)GCAAT(A/T)ACTCCTCC
49
Una vez que lograron ser determinados los primers necesarios llevaron a cabo la
amplificación de las diferentes secuencias de ADN mediante el método de PCR
que en este caso fue realizado con un tiempo de denaturación de 5 minutos a una
temperatura de 94ºC, luego 35 ciclos de denaturación a 94ºC por 30 segundos,
anillaje a 45-47ºC por espacio de 30 segundos y una extensión a 72ºC por 1-2
minutos, a pesar de esto para algunas de las muestras este protocolo no fue
efectivo y no les fue posible lograr obtener productos de amplificación, para esos
casos fue necesario que realizaran algunos cambios al protocolo del PCR anterior
como por ejemplo disminuir el numero de ciclos de denaturación a 16 ciclos por 30
segundos. Posteriormente confirmaron la presencia de los productos de
amplificación mediante el examen de una alícuota de 5-µL, al determinar la
existencia de productos de amplificación, estos fueron tratados químicamente con
el fin de purificarlos, para realizar el análisis de las secuencias de ADN. A estas
secuencias ya purificadas procedieron a examinarlas en un secuenciador
automático de fluorescencia donde utilizaron los mismos oligonucleótidos que
habían sido utilizados anteriormente como primers en el proceso de amplificación
por PCR, para de esta forma poder llevar a cabo las reacciones moleculares y
químicas necesarias para la secuenciación. Una vez obtuvieron productos de
secuenciación, estos fueron purificados y almacenados a temperaturas bajas de -
20C, en ambiente seco y en la oscuridad para evitar así posibles daños al
material. Para su análisis las muestras fueron resuspendidas y sujetas a
electroforesis en gel de arcrilamida. Estos datos de las secuencias fueron
posteriormente tratados mediante diferentes programas de computador que se
encuentran en el paquete GCG Wisconsin Versión 9.1. Estos programas las
compararon y analizaron estadísticamente para poder determinar así relaciones
filogenéticas entre las diferentes especies estudiadas. Estas relaciones se
obtuvieron mediante los métodos de Neighbor Joining y los árboles resultantes se
obtuvieron gracias a la implementación del método de boostrap. El análisis
realizado mediante Neighbor Joining fue llevado a cabo por medio del programa
Treecon W (Lyman et al, 1999).
50
Tabla 7: Especies de las tribus Triatomini y Rhodniini examinadas, lugar de captura, y los
números de acceso en GenBank de la sub-unidad larga mitocondrial de ARN ribosomal
(mtlsurRNA) y del fragmento de secuencia del gen citocromo B (mtCytB). (Tomado del
artículo Mitochondrial DNA Sequence Variation Among Triatomine Vectors of Chagas Disease.
Lyman et al. 1999).
1= Instituto Nacional de Salud (Bogota, Colombia); 2= Colonia mantenida en el institutoOswaldo Cruz. (Rio de Janeiro, Brasil) original de Ecuador; 3= Colonia mantenida en elInstitut Francais de Recherche Scientifique pour le Developpement en Coperation (La Paz,Bolivia); 4= Colonia mantenida en el instituto Oswaldo Cruz (Rio de Janeiro, Brasil)obtenida de especimenes capturados en campo en Vegachi, Colombia; 5= Coloniamantenida en Centro Universitario de Medicina Tropical (Cochabamba, Bolivia) y obtenidaen Méjico; 6= Colonia mantenida en Instituto Oswaldo Cruz (Rio de Janeiro, Brasil); 7=Colección de campo, Georgia, USA, T. sanquisuga; 8= Colonia mantenida en CorporaciónCentro Internacional de Entrenamiento e Investigaciones Medicas, (Cali, Colombia); 9=Colección de campo, Cochabamba, Bolivia.
51
4.2.9. Análisis Genético Mediante Amplificación con RAPD de
rADN
En otro de los estudios Jaramillo et al (2001) buscaban confirmar la divergencia
genética entre dos especies de triatominos uno Rhodnius prolixus y el otro
Rhodnius colombiensis. Para llegar a esta diferenciación y análisis genético los
científicos utilizaron las técnicas de amplificación de ADNr y PCR. Procedieron a
utilizar 62 individuos de Rhodnius prolixus de los cuales 10 fueron capturados en
residencias humanas en Coyaima, Tolima donde existía evidencia de proceso de
domiciliación. Por otra parte también fueron capturados 62 individuos de Rhodnius
colombiensis de hábitat silvestre encontrados en 12 palmeras de la especie A.
butyracea, las cuales se encontraban en un radio de 10 a 100 m de distancia de
residencias humanas. Una vez obtuvieron los individuos llevaron a cabo la
extracción del ADN a partir de 32 individuos domésticos y 32 silvestres de los
cuales realizaron un macerado de las seis patas de cada espécimen, purificando
el material con fenol-cloroformo. Las muestras fueron tratadas con hipoclorito
antes de la extracción para así evitar la contaminación con ADN extraño. Este
ADN obtenido fue almacenado a -70ºC para mantenerlo en condiciones óptimas
para su posterior utilización. Después procedieron a la cuantificación del ADN
mediante la comparación con muestras de concentración conocida mediante
electroforesis en gel de agarosa al 0.8%. Una vez cuantificaron el ADN
procedieron a llevar a cabo el RAPD-PCR. Primero seleccionaron los primers que
mostraran amplificación de polimorfismos bien definidas. Luego amplificaron y esta
fue visualizada mediante electroforesis en gel de agarosa al 2% y poliacrilamida al
6% con nitrato de plata. Con esta información genética crearon matrices de datos
binarios las cuales fueron tratadas con el algoritmo UPGMA con el fin de construir
fenogramas mediante el uso del índice de disimilaridad de Jaccard’s. La
amplificación mediante PCR de los genes ribosomales la llevaron a cabo mediante
el uso de primers universales de secuencias ITS1:
3’TCCGTAGGTGAACTGCGG5’; ITS4: 3’TCCTCCGCTTATTGATA5’; ITS5:
52
3’GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG5’. Los controles negativos fueron realizados
con agua destilada para detectar posible contaminación de las muestras. Luego
completaron la amplificación mediante un PCR tochdown. Por último, los
fragmentos de amplificación por PCR que obtuvieron fueron visualizados por
iluminación con luz UV (Jaramillo et al, 2001).
4.2.10. Proceso Evolutivo de Domesticación de Triatominos
Como ultima investigación se encontró una revisión que habla del posible proceso
que llevó a la domesticación de los triatominos. Todo este estudio esta basado en
observaciones de otros investigadores que tratan de mostrar como factores
evolutivos como el hábito chupador de sangre, al igual que el sistema sensorial, el
dimorfismo sexual, a nivel cromosomal una disminución en la cantidad de ADN por
célula y la expresión de isoenzimas, lleva a que puedan concluir que se esta
dando una reducción en la variabilidad genética y en los polimorfismos. Para llegar
a tal conclusión analizan el hecho de ver casos de reinfestaciones de residencias
ya fumigadas y consideradas libres de insectos, pero que posteriormente son
encontradas con individuos de especies poco conocidas y que se creían ser
exclusivamente silvestres (Noireau et al. 1995). Por otra parte, también tienen en
cuenta el proceso evolutivo del tipo de alimentación hematófaga de estos insectos,
en el cual consideran que los triatomidos evolucionaron de varios linajes de
reduviidos, adaptándose primero como predador en nidos o residencias de
mamíferos, pasando por una fase de chupador de sangre facultativo hasta llegar a
ser un hematófago obligado asociado a un amplio rango de huéspedes
vertebrados y de sus respectivos hábitats. El resultado de esta ruta evolutiva que
se repitió en varias ocasiones en diferentes lugares por separado a partir de
ancestros diferentes llevó a los investigadores a determinar que los Traitomidos
son un grupo polifiletico (Gorla et al. 1997). Se entiende por grupo polifiletico,
aquel que esta compuesto por miembros que no presentan un solo y único
53
ancestro común (Futuyma, D.J. 1998). Así mismo dan tres posibles causas de la
evolución del hábito chupador de sangre: la primera es la explotación de la sangre
de los vertebrados como una buena fuente de alimento, la segunda fue la
adaptación al lugar de habitación de la presa y la tercera es la facilidad de
dispersión por parte del huésped que carga al insecto sobre su piel, en especial
esta última causa es la que trata de explicar mejor el proceso de domesticación de
los triatominos, ya que al aumentar el crecimiento de las áreas donde se
encuentran las viviendas humanas hace que aumente el contacto con los
vertebrados portadores de los insectos y por tanto el hombre se convierta en una
fuente mas de alimento para los insectos (Schofield et al. 1999).
Como se pudo ver a lo largo de estas investigaciones están enfocadas en ampliar
los conocimientos relacionados con la filogenia y comportamiento de las diferentes
especies de triatominos y por tanto han sido implementadas en Latinoamérica que
es la zona de abundancia de estos insectos y que a causa de esto gran parte de la
población rural ha sido afectada por el contagio con Trypanosoma cruzi o se
encuentra en riesgo de llegar a ser contagiada. Por lo anterior estas
investigaciones presentan una gran importancia ya que permiten presentar
soluciones practicas para la identificación, detección y posterior control de los
insectos haciendo que el peligro al que esta expuesta la población disminuya y
aumente la calidad de vida en las zonas rurales.
58
6. RESULTADOS
Como se pudo observar en el marco teórico, algunas de las investigaciones tenían
como fin determinar las relaciones filogenéticas existentes entre varias de las
diferentes especies de triatomidos utilizando en los estudios con metodologías
moleculares varios tipos de marcadores con el fin de determinar su utilidad y
confiabilidad en este campo; y por otra parte, las de ecología buscaban determinar
características básicas del ciclo de vida y de algunos comportamientos que
permitieran un conocimiento mayor de la forma en que estos insectos entran en
contacto con las poblaciones rurales humanas y como pueden ser controladas
para disminuir el riesgo de contagio de la enfermedad de Chagas.
6.1. RESULTADOS DE INVESTIGACIONES ECOLÓGICAS
En cuanto a la investigación que realizaron sobre el ciclo de vida de los
Triatominos, obtuvieron como resultados que la duración media de la etapa
embrionaria es de aproximadamente 16 días. A partir de esta, el estado ninfal de
los insectos fue aproximadamente de 7 meses en la especie Triatoma rubrovaria.
Para los individuos en estado de ninfa de primer y segundo estadío, el tiempo que
duraron en cada uno de ellos fue de aproximadamente un mes. En cuanto al
tercer, cuarto y quinto estadio les tardó de un mes y medio a dos meses pasar por
cada una de las etapas. Por otra parte, en cuanto a la tasa de mortalidad en los
huevos encontraron que fue bajo. Con respecto a las ninfas, la tasa de mortalidad
desde el primero al cuarto estadio fue de 60.6%. La intermuda con mayor índice
de mortalidad de ninfas fue el tercero y, el de mas baja mortalidad fue el primero.
Igualmente encontraron diferencias entre las tasas de mortalidad para cada uno
de los cinco cohortes que estudiaron, de tal forma que los cohortes A, D y E
presentaron la mayor mortalidad en el cuarto estadio ninfal, en contraste en los
59
cohortes B y C, la mayor tasa de mortalidad se dio en la segunda etapa de
desarrollo ninfal (Oscherov et al. 1998).
Por otra parte, la investigación que tenia relación con el estudio de un cultivo de
palmas y su relación con las comunidades de triatominos, los investigadores
obtuvieron como resultados: primero, que las palmeras pertenecían a dos
especies básicamente: Butia yatay y Acrocomia aculeata, en la primera especie
se encontraron un 96.2% de infestación por presencia de triatominos y en la
segunda especie el 100% de los individuos fueron considerados como infestados.
Los insectos que capturaron se encontraban en diferentes estadios de desarrollo,
en el 80% de las palmas encontraron únicamente ninfas de Triatoma sordida, el
13.3% lo encontraron colonizado por ninfas y adultos y el 3.3% exclusivamente por
adultos. En cuanto a la distancia entre las plantas y las viviendas humanas la
distancia media fue de 190.7 m. Así mismo encontraron que el 26.7% de las
palmas disecadas presentaban nidificaciones de aves. En cuanto a las especies
de triatomidos que encontraron en las palmas, en la especie Butia yatay fueron
recolectados individuos de las especies Triatoma sordida, T. platensis y
Psammolestes coreodes, en la especie Acrocomia aculeata solo encontraron
Triatoma sordida. En cuanto al numero de individuos por planta, en algunos casos
el grado de infestación era muy elevado como en una de las plantas de Butia
yatay donde encontraron 16 individuos de Triatoma sordida, 2 ninfas de primer
estadio de Triatoma platensis y 4 ninfas de quinto estadio de Psammolestes
coreodes. Encontraron todos los estados de Triatoma sordida y de las demás
especies solo estados ninfales. Posteriormente analizaron las heces de 174
ejemplares de Triatoma sordida de los cuales 67 de ellos mostraron infección con
Trypanosoma cruzi de tal forma que el 38.5% de los individuos presentaba
infección. Por último, en cuanto a las viviendas cercanas evaluaron 7 residencias,
de las cuales en 6 encontraron Triatoma infestans o T. sordida, por lo que el índice
de infestación de las residencias fue de 85.7%. En una de las residencias
observadas encontraron las dos especies juntas, en las residencias encontraron
60
75 individuos de Triatoma infestans de los cuales dos presentaron Trypanosoma
(M.E. Bar. 1998).
6.2. RESULTADOS DE INVESTIGACIONES MOLECULARES
6.2.1. ADN Mitocondrial
En cuanto a las investigaciones que se basan en técnicas moleculares, una de
ellas realizada por Monteiro et al (1999) tenia como fin principal diferenciar
secuencias de poblaciones de Triatoma infestans utilizando el gen de citocromo B
mitocondrial mtCytB. Primero compararon las secuencias de poblaciones
domésticas y silvestres obteniendo que las secuencias de ADN eran iguales. A
causa de esto, procedieron a realizar la comparación entre poblaciones con
variaciones geográficas y obtuvieron cuatro diferentes haplotipos con diferencias
muy marcadas entre las muestras de Bolivia y las de Argentina y Brasil. Las
muestras de Bolivia presentaron dos haplotipos diferentes, es decir; una de las
secuencias de ADN difiere de su secuencia homóloga en uno o mas lugares
(Futuyma, D.J. 1998). Uno de estos haplotipos fue para las poblaciones andinas y
el otro para la población del Chaco. Por su parte, las poblaciones de Argentina y
Brasil comparten otro haplotipo más común con una pequeña diferencia a otro
presentado por la población de Brasil Paraná. Para el cuarto y último haplotipo
encontraron que estaba determinado por ocho nucleótidos que variaban. En todos
los casos la posición que variaba era la tercera posición en el codon pero esto no
alteraba la secuencia del aminoácido, siete de estos cambios eran transiciones
(cambio de purina por purina o de pirimidina por pirimidina) CνT o AνG y solo uno
fue una transversión (cambio de purina a pirimidina o viceversa) AνC. Los
resultados relacionados con la variación interespecifica mostraron que Triatoma
melanosoma tiene el mismo haplotipo que las muestras de Triatoma infestans del
estado de Paraná y que otra muestra de Brasil. Sin embargo, cuando compararon
61
el haplotipo de T. melanosoma y T. infestans con el de T. brasiliensis revelaron un
alto grado de divergencia en sus secuencias, donde encontraron 53 sustituciones
de nucleótidos en diferentes posiciones del codon, dando como resultado que seis
de ellas no eran silenciosas; es decir, que afectaban la secuencia constitutiva del
aminoácido haciéndolo cambiar su función original. En la comparación entre T.
melanosoma y T. infestans no encontraron diferencias ni en el proceso meiotico ni
en el número y tamaño de los cromosomas (Cariotipo). Igualmente ocurrió con los
híbridos que no presentaron ningún comportamiento extraño durante el proceso de
meiosis (Monteiro et al. 1999).
Figura 6: Árbol filogenético encontrado para la comparación de secuencias de 9
poblaciones de T. infestans, T. melanosoma y T. brasiliensis. Este árbol fue construido a
partir de secuencias de mtCytB usando el método de Neighbor-Joining. (Tomado del
artículo Mitochondrial DNA Variation of Triatoma infestans Populations and its Implications on the
Specific Status of T. melanosoma. Monteiro et al. 1999)
62
6.2.2. Relojes Moleculares
Se usó el reloj molecular para determinar algunas características del proceso
evolutivo de los triatominos. A partir de la sub-unidad rADN conocida como 18S
los investigadores encontraron un total de 35 diferencias de sustituciones de
bases, lo que da una tasa de sustitución de bases de 1.8%. De acuerdo a esto, la
tasa del reloj molecular en los triatominos para el 18S es de 1.8% en cada 100
millones de años, ya que, al revisar la cantidad de sustituciones que se ven en las
secuencias a lo largo de un año es posible extrapolar esta relación a lo largo de
millones de años que presentan los procesos evolutivos de estos insectos, pues
se considera que el número de sustituciones en un grupo taxonómico se pueden
considerar constantes a lo largo del tiempo. Con base a ello, los investigadores
lograron calcular el tiempo de divergencia entre los ancestros de la tribu Triatomini
y de la tribu Rhodniini entre 48.9 y 64.4 millones de años. Esta fecha implica que
la aparición de los reduvidos predadores se dio antes o durante el período
cretaceo temprano (135 a 70 millones de años) lo que es consistente con el hecho
de su presencia y diversidad en los continentes que posteriormente formaron
Gondwana. La divergencia de los ancestros de Triatomini y de Rhodniini se
encuentra en el período en el que Sur América se separó de Africa.
Tabla 8: Tiempos de divergencia de diferentes especies de triatominos calculados
mediante reloj molecular (Tomado del artículo Nuclear rDNA-based Molécula Clock of the
Evolution of Triatominae (Hemiptera: Reduviidae), Vectors of Chagas Disease. Bargues et al. 2000
adaptada por Juan Eduardo Ruiz Gómez).
Especies que se Separaron Tiempo de separación
T. phyllosoma de T. infestans 22.8 a 23.5 millones de años
D. maxima de T. infestans 28.6 a 31.9 millones de años
D. maxima de T. dimidiata 20.2 a 20.4 millones de años
D. maxima de T. phyllosoma 17.4 millones de años
63
Por otra parte, para el segundo espaciador interno transcrito ITS-2 del ADN
ribosomal los resultados que obtuvieron fueron muy consistentes con los
obtenidos mediante el 18S, para el ITS-2 las diferencias entre Triatomini y
Rhodniini fueron muy numerosas 85.8% de variabilidad en las posiciones del
alineamiento entre las 9 especies de Triatomini y las 3 de Rhodniini. Por medio de
la diferencia existente entre las secuencias de T. infestans y T. phyllosoma
pudieron estimar la tasa del reloj molecular ya que existen muy pocas diferencias
en las secuencias de estas dos especies. Con base a esto encontraron que en
Triatomini el ITS-2 evoluciona de23 a 55 veces mas rápido que el 18S rADN y que
su tasa de reloj molecular es de 99.4% en cada 100 millones de años lo que data
las divergencias entre D. maxima y T. infestans, T. dimidiata y el complejo T.
phyllosoma en 19.5-34.1, 11.8-21.2 y 11.1-19.5 millones de años fechas que
concuerdan con las del gen 18S (Bargues et al. 2000).
6.2.3. Morfometría, Isoenzimas y RAPDs en Triatoma Brasiliensis
En el estudio de morfometria los investigadores encontraron como resultados de
los análisis estadísticos de las diferentes medidas tenidas en cuenta que en
general las hembras de T. brasiliensis tienden a presentar un tamaño mayor que
los machos. Igualmente que la población del estado Brasilero de Independência
presentaba un mayor tamaño que las poblaciones de las otras localidades. Así
mismo las hembras de las tres poblaciones son mas similares entre si que los
machos de las diferentes poblaciones. Por otra parte, al realizar el estudio de
isoenzimas las enzimas HK, IDH y G6PD no presentaron bandas y por esta razón
no fueron tenidas en cuenta, por otra parte las enzimas PGM, ME y GPI
presentaron una sola banda, MDH dos bandas y PEP-2 tres bandas. A pesar de
esto, no encontraron diferencias en la movilidad de las proteínas a nivel intra o
interpoblacional. Por último, en cuanto a los resultados que obtuvieron mediante
los RAPD generaron 148 bandas por medio de 4 primers que fueron
64
seleccionados por intensidad y resolución. Con esto calcularon la matriz de
similitud de acuerdo al patrón de bandas para así obtener el árbol filogenético, el
cual mostró como resultado la existencia de dos grupos que correspondían a los
especimenes de los estados de Piauí y Ceará. De igual forma, el grupo de Ceará
estaba subdividido en los especimenes de Independência y Novo Oriente (Borges
et al. 2000).
Figura 7: Dendrograma de poblaciones de T. brasiliensis brasiliensis. Los números de la
escala horizontal son derivados de los coeficientes de similitud. Las letras dan la especie,
el sexo y el lugar de colecta: Ti Triatoma infestans; Inm Independência macho; Inf
Independência hembra; NOm Novo Oriente machos; NOf Novo Oriente hembras; SMm
Simplício Mendes machos y SMf Simplício Mendes hembras (Tomado del artículo Genetic
Variability of Triatoma brasiliensis (Hemiptera: Reduviidae) Populations Borges et al. 2000)
65
6.2.4. rADN
Esta investigación realizada por Lyman et al (1999) estaba relacionada con la
identificación y filogenia de Triatominos usando como marcador molecular la
región mtlsurRNA o sub-unidad larga mitocondrial de ARN ribosomal por medio de
la cual fueron examinadas 18 diferentes especies de reduviidos. Mediante la
técnica de PCR lograron generar productos de amplificación de aproximadamente
400 pares de bases como era lo esperado. Una vez obtuvieron estos productos de
mtlsurRNA ADN fueron comparadas las secuencias en Triatoma infestans y
Rhodnius prolixus en busca de homologías con diferentes secuencias existentes
en la base de datos de la pagina de GeneBank encontrando que era muy alta la
similitud (> 75%) entre las diferentes secuencias del mtlsurRNA de varios insectos,
mostrando los siguientes porcentajes en las composiciones de las secuencias
para los diferentes nucleótidos: A 43%, C 18%, G 9% y T 30% los cuales
presentan una alta tasa de A:T (73%) que es lo esperado en el ADN de un insecto.
De las 383 posiciones de los nucleótidos que examinaron los investigadores en el
gen mtlsurRNA en las diferentes especies 164 posiciones de nucleótidos
mostraron polimorfismos (43% aproximadamente). Otros cambios en 25
posiciones se dieron por mutaciones puntuales inserciones o deleciones. En
cuanto a las comparaciones con las demás especies de insectos en el gen
mtlsurRNA hay un gran porcentaje de similitud entre las secuencias
pertenecientes al género Rhodnius (aproximadamente 90%) y entre las de
Triatoma (aproximadamente 89%) mayor que el porcentaje de similitud entre
Rhodnius comparado con Triatoma (aproximadamente 80%). Las secuencias de
Rhodnius también presentan similitud con Psammolestes coreodes
(aproximadamente 88%). Por otra parte, las secuencias de Triatoma presentan un
porcentaje de similitud significativo con la secuencia del mtlsurRNA de
Dipetalogaster maxima (aproximadamente 89%) y con Panstrongylus megistus
(aproximadamente 88%).
66
6.2.5. Marcador Molecular Gen mtCytB
Por otra parte, los resultados que obtuvieron con el análisis de los segmentos del
mtCytB o gen del citocromo B fueron: un producto de amplificación para cada una
de las especies que estudiaron, los cuales fueron detectados mediante
electroforesis en gel de agarosa, lo que dio como resultado un producto de 500
pares de bases, concordando con el tamaño esperado que era de 456 a 496 pares
de bases. Con estos productos de mtCytB compararon las secuencias en Triatoma
infestans y Rhodnius prolixus buscando homologías con secuencias existentes en
GeneBank encontrando una similitud (> 70%) entre las diferentes secuencias del
mtCytB de varios animales, mostrando los siguientes porcentajes en sus
composiciones para cada uno de los diferentes nucleótidos: A 31%, C 23%, G
12% y T 34% lo que muestra una alta tasa de A:T (65%) que como para el gen
anterior era lo que esperaban en el ADN mitocondrial de un insecto. De las 399
pares de bases que examinaron para el mtCytB encontraron que 192 presentaban
polimorfismo; es decir; un 48%. Cerca del 70% de los cambios de bases ocurren
en la tercera posición del codon, 25% en la segunda posición y un 5% en la
primera posición.
Posteriormente cundo llevaron a cabo las comparaciones con las demás especies
de triatominos con respecto al gen mtCytB indicaron un porcentaje de similitud
entre las secuencias de Rhodnius de aproximadamente 96% y entre las de
Triatoma fue de 93% mostrando un gran parecido dentro de las especies de cada
uno de estos géneros, estos porcentajes son mayores que el porcentaje de
similitud entre Rhodnius comparado con Triatoma que es de aproximadamente
91%. Las secuencias de Rhodnius también presentan similitud con las secuencias
de la especie Psammolestes coreodes en un 94%. Por otra parte, las secuencias
de Triatoma presentan un porcentaje de similitud muy significativo frente a las
secuencias de las especies Dipetalogaster maxima y Panstrongylus megistus, el
porcentaje de similitud de estas secuencias es de aproximadamente 93%. Como
67
resultado general de este estudio los investigadores encontraron que los dos
genes presentaron comportamientos similares dando la misma evidencia en
cuanto a la similitud existente entre las secuencias de las distintas especies con
las que realizaron el estudio. Sin embargo, la región de mtCytB parece presentar
un proceso evolutivo más rápido que la región mtlsurRNA. De igual forma el
análisis filogenético muestra que se pueden diferenciar dos grupos bien separados
los cuales concuerdan con la clasificación taxonómica de las tribus Triatomini y
Rhodniini (Lyman et al. 1999)
Figura 8: Arbol filogenético realizado mediante las secuencias de la región mtlsurRNA o
sub-unidad larga mitocondrial de ARN ribosomal de 17 especies de triatomidos y un
reduvido. El árbol fue analizado mediante el método de Neighbor-Joining y mediante
Boostrap. Encontraron que las especies de la tribu Rhodniini se encuentran separadas de
las especies de la tribu Triatomini (Tomado del artículo Mitochondrial DNA Sequence Variation
Among Triatomine Vectors of Chagas Disease. Lyman et al. 1999)
68
Figura 9: Arbol filogenético realizado mediante las secuencias de la región mtCytB o gen
del citocromo B de 17 especies de triatominos. El árbol fue analizado mediante el método
de Neighbor-Joining y mediante Boostrap. Encontraron que las especies de la tribu
Rhodniini se encuentran separadas de las especies de la tribu Triatomini (Tomado del
artículo Mitochondrial DNA Sequence Variation Among Triatomine Vectors of Chagas Disease.
Lyman et al. 1999)
6.2.6. RAPD
En la última investigación revisada la cual tenía como fin determinar el grado de
divergencia genética entre dos de las especies comunes en Colombia Rhodnius
prolixus y Rhodnius colombiensisj. Por medio de la amplificación de RAPD-PCR
encontraron un claro patrón de bandas para cada una de las especies estudiadas
dando esto como resultado que hay notorias diferencias entre las especies lo que
les lleva a sugerir una discontinuidad reproductiva entre ellas. El análisis de los
diferentes grupos lo realizaron mediante el índice de disimilitud de Jaccard’s para
69
comparar cada par de individuos, lo que les permitió construir el fenograma. Este
análisis sugirió que las dos especies se encuentran aisladas reproductivamente.
Así mismo midieron la tasa de migración entre las especies con el fin de evaluar el
grado de dispersión que hay de una población a otra. Los RAPDs también fueron
utilizados para detectar loci polimórficos, de tal forma que la presencia de una
banda determina un genotipo homocigoto dominante y la ausencia de banda un
homocigoto recesivo; sin embargo, este no da información sobre heterocigotos.
Por tanto fue necesario para los investigadores asumir la hipótesis de equilibrio de
Hardy-Weinberg que asume que la población está en equilibrio cuando las
frecuencias observadas para cada genotipo son iguales estadísticamente a las
frecuencias predichas (Futuyma, D.J. 1998). Todos estos análisis
estadísticamente muestran insuficiencia para mantener la homogeneidad genética
entre las especies (Jaramillo et al. 2001).
Figura 10: Fenograma generado para poblaciones silvestres y domiciliarias de Rhodnius
en Colombia, usando el índice de disimilaridad de Jaccards y el algoritmo UPGMA.
(Tomado del artículo Differentiation and Genetic Analysis of Rhodnius prolixus and Rhodnius
colombiensis by rDNA and RAPD Amplification. Jaramillo et al. 2001)
70
7. DISCUSION
La mayor parte de los estudios revisados se enfocaron en la búsqueda de
relaciones filogenéticas entre diferentes especies de Triatominos encontrados a lo
largo de toda Latinoamérica mediante el uso de diferentes técnicas y marcadores
moleculares; lo cual le permitió a los investigadores llegar a demostrar la eficacia
tanto de las técnicas, como de los marcadores para crear árboles filogenéticos los
que dieron como resultados en los variados estudios, relaciones entre las
diferentes especies lo que les permitió crear un panorama del proceso evolutivo
sufrido por los triatominos a lo largo de la historia. Y aún mas a fondo, los llevó a
crear hipótesis sobre procesos mas específicos como el desarrollo evolutivo de
estos insectos hacia el hábito alimenticio chupador de sangre o hematófago, igual
que el proceso que los llevó a utilizar los domicilios humanos como nuevos hábitat
(Bargues et al. 2000, Schofield et al. 1999, Chothia & Gerstein 1997).
Así mismo, algunas de las investigaciones también dan pautas sobre patrones
morfológicos y morfométricos de gran ayuda para la identificación de poblaciones
tanto silvestres como domiciliarias y en cierto aspecto revelan algunas
características ecológicas del hábitat en el que se encuentran y su relación con el
ser humano, bien sea por contacto con animales domésticos cerca de domicilios,
cultivos de plantas o por invasión de residencias en áreas rurales e incluso
periurbanas (Oscherov et al. 1998, M.E. Bar. 1998, Borges et al. 2000).
Genéticamente se presentaron algunos estudios que buscaban diferenciar las
poblaciones silvestres de las domiciliarias y realizaron cruces entre poblaciones
con el fin de determinar si se está produciendo alguna clase de proceso de
especiación o de diferenciación muy notoria entre las especies, o si por el
contrario, se está dando un aislamiento de las poblaciones y por tanto se está
reduciendo la variabilidad genética de las poblaciones domiciliadas (Jaramillo et al.
2001, Lyman et al. 1999).
71
Estos estudios tienen como fin llegar a generar posibles estrategias para el control
de las poblaciones de insectos que están en contacto con los seres humanos y
que representan un peligro para la salud.
Ecológicamente en las investigaciones encontraron una amplia relación entre la
presencia de los insectos en áreas rurales habitadas por humanos
(específicamente residencias o corrales de animales domésticos) y la cercanía de
estas viviendas con cultivos de palmas, ya que éstas son un hábitat óptimo para
los triatominos; pues les proporciona refugio y alimento, ya que ellas albergan
nidificaciones de aves que son fuente alimenticia de estos insectos al igual que
viviendas y zonas de alimentación de mamíferos silvestres que también
representan un recurso alimentario para los insectos.
Las características de los cultivos artificiales llevan a un aumento en la necesidad
de controlar esta plaga de insectos, ya que por la necesidad que tiene el hombre
de explotar estos cultivos, construyen sus residencias cerca de ellos, lo que
implica que estén en un alto riesgo de contacto con los insectos y esto sumado al
continuo proceso de deforestación y destrucción del hábitat natural de los
triatominos ha llevado a que el hombre entre en contacto con estos insectos de tal
forma que se ha convertido en una fuente de alimento y los domicilios en un
hábitat óptimo para el proceso de desarrollo y para que se complete
satisfactoriamente el ciclo de vida de estos individuos, aumentando la probabilidad
de contagio con el parásito Trypanosoma cruzi y por tanto la propagación de la
enfermedad de Chagas.
Por otra parte, es importante resaltar que el ciclo de vida de estos insectos es
también un factor de gran interés en los estudios ya que con los resultados que
obtuvieron los investigadores, es posible determinar el tiempo de maduración de
algunas de las diferentes especies de triatominos y poder determinar cuánto
tardan en llegar a su completa madurez sexual y comenzar a aumentar el tamaño
72
de las poblaciones. Igualmente estos resultados permiten determinar las tasas de
mortalidad de diferentes estados del desarrollo pre y postembrionario: huevos,
ninfas y adultos, siendo los estadios ninfales los de mayor índice de mortalidad
para las diferentes especies y dentro de ellas especialmente los estadios cuarto y
quinto para especies como Triatoma sordida y el tercer estadio para Triatoma
rubrovaria comparándolos con las etapas de huevo. De la misma forma, dan a
conocer el porcentaje de natalidad de insectos en cada población, lo que permite
determinar la tasa de crecimiento poblacional y por tanto el grado de infestación
de una residencia o de un área peridomiciliaria como lo son los cultivos de plantas
y los criaderos de animales domésticos, dando una idea de el grado de riesgo en
el que se encuentran los habitantes de la región.
Por otra parte, de acuerdo a los resultados que obtuvieron los investigadores en
los estudios moleculares que fueron revisados para este trabajo, se observa una
tendencia en varios de ellos a confirmar la utilidad y veracidad de los diferentes
marcadores moleculares para revisar la ubicación filogenética y taxonómica ya
existente de este grupo de insectos con los árboles obtenidos mediante
secuencias de genes analizadas por medio de programas de computador como
Clustal W, Bioedit, etc. Esto les permitió llegar a concluir que el grupo de los
triatominos es un clado polifilético; es decir; que es un taxón compuesto de
miembros derivados de ancestros pertenecientes a mas de un grupo ancestral. Se
compone de miembros que no derivan de un único ancestro común (Futuyma, D.J.
1998). Una de estas características que llevan al estado polifilético del clado se
cree que es el hábito chupador de sangre o hematofagia lo que a su vez ha
llevado al proceso de domiciliación de estos insectos.
Según Diotaiuti, Dujardin y Schofield (1999) los triatominos evolucionaron a partir
de varios linajes de reduviidos, adaptándose primero a ser especies predadoras
que esperan en los nidos y viviendas de aves y mamíferos, pasando luego por ser
especies chupadoras de sangre facultativas para así llegar a ser por último
especies hematófagas obligatorias asociadas a un amplio rango de vertebrados y
73
de sus hábitats. Este proceso de acuerdo al estudio de Bargues et al (2000)
relacionado con el reloj molecular evolutivo de estos insectos parece ser un
suceso relativamente reciente de hace aproximadamente 48.9 a 64.4 millones de
años, durante el período terciario temprano, etapa en la cual se cree que se dio
igualmente el proceso de divergencia entre las tribus Rhodniini y Triatomini que
son las dos principales tribus de triatominos. Es así que, esta ruta evolutiva parece
haber ocurrido varias veces en América, lo que da como resultado el hecho
anterior de creer que los triatominos son un grupo polifilético. Igualmente
presentan tres fenómenos que fueron las posibles causas del proceso evolutivo de
la dieta hematófaga: el primero es la explotación de la sangre de los vertebrados
como fuente de alimento, la segunda es la adaptación al hábitat del huésped y por
último una progresiva generación de confianza en el hábitat del huésped lo que
lleva a un mecanismo de dispersión pasiva hacia otros lugares siendo cargados en
el pelo de los mamíferos o en las plumas de las aves (Dolling & Schofield 1993).
Por otra parte, como es planteado este proceso, se muestra de tal forma que es
una especialización que posteriormente se simplificó reflejándose esto en
características genéticas y fenotípicas; ya que, hipotéticamente estos insectos
pasaron de ser predadores de vida libre adaptados a condiciones impredecibles
del hábitat y de fuentes de comida, a ser especies que viven en los nidos y
viviendas de sus presas y por tanto necesitan de un medio mas estable y con
recursos alimenticios constantes (Rabinovich 1974).
De igual forma, el proceso de domesticación ha llegado a ser considerado como
una extensión del mismo proceso evolutivo propuesto para el desarrollo de la ruta
de predador asociado al lugar de vivienda de la presa; el cual, es la estrategia de
búsqueda de alimento seguida por las especies de triatominos. Esto se debe a
que el hábitat doméstico puede ser considerado un domicilio de un vertebrado que
es potencial fuente de alimento para estos insectos. Es así que el proceso de
domesticación ocurre cuando miembros de las especies silvestres se especializan
y se adaptan a los hábitats domiciliarios, pero a causa de la simplificación genética
74
que conlleva el proceso de aislamiento de la población doméstica con respecto a
los individuos silvestres lo que hace que el flujo genético entre las dos poblaciones
se haga muy bajo o incluso no exista. Es entonces cuando la capacidad de
readaptarse al hábitat silvestre se pierde por parte de estos individuos.
El proceso de simplificación genética durante la domesticación ocurre según
Dujardin (1998) por dos sucesos diferentes y consecutivos: el primero, es el efecto
fundador el cual explica que algunos de los individuos de una población silvestre
que se separan de ella y fundan una población domiciliaria no son capaces de
cargar con la totalidad del pool genético de la población original sino solo con una
fracción limitada. Seguido de este proceso del efecto fundador se da el segundo
factor que lleva a la simplificación genética que es una fuerte competencia
intraespecífica, la cual actúa cuando esta nueva población doméstica aumenta su
tamaño y esto lleva a que se de una presión selectiva sobre los genotipos que
serán óptimos para este nuevo hábitat domiciliario haciendo que la población se
estabilice en un nuevo genotipo que ya no será el apropiado para el hábitat
silvestre. Esto sumado al aislamiento genético que sufre la población al no estar
en contacto con individuos de poblaciones silvestres lleva a que el genotipo no sea
muy variado entre todos los componentes de la población domiciliada y por tanto,
las adaptaciones hacia el medio silvestre que no fueron cargadas por los
fundadores de la población se pierdan haciendo el proceso de domesticación
prácticamente irreversible.
Estas marcadas diferencias genéticas entre las dos clases de poblaciones, las de
vida silvestre y las que han sufrido el proceso de domesticación han dado a los
investigadores buenas pistas para poder considerar un posible proceso de
especiación incipiente (Dujardin et al. 1997).
A pesar de la complejidad del proceso de domesticación de los triatominos, los
puntos de partida o causas principales de su ocurrencia son conocidas. Estos
insectos se dispersan por la necesidad de encontrar alimento, ya que debido a
75
diferentes eventos ecológicos como la contaminación o la deforestación las cuales
provocan la muerte de los vertebrados de los cuales se alimentan los triatominos
dejándoles sin recursos alimenticios naturales, esto los obliga a dispersarse en
busca de nuevas fuentes de alimento, las que encuentran comúnmente en los
vertebrados que habitan en los cultivos humanos, dentro de los criaderos
artificiales de animales domésticos y por supuesto dentro de las viviendas
humanas haciendo que el proceso de domesticación o fundación de nuevas
poblaciones sea exitoso (Dujardin et al.1999, Bar M.E. 1998).
Otro punto interesante a tener en cuenta, es el llegar a conocer los mecanismos
que estos insectos utilizan para colonizar los nuevos hábitat domiciliares. Con
respecto a esto Schofield (1998) propone que se presentan principalmente dos
mecanismos diferentes de dispersión de los individuos silvestres: el primero es
mediante transporte pasivo en el cual algunos de estos insectos son cargados o
transportados pasivamente por aves o mamíferos de los cuales se alimentan,
hacia los nuevos hábitat que si llegan a presentar las características adecuadas
funcionaran como un lugar óptimo para crear una población nueva. De esta forma
los investigadores creen haber explicado el proceso de domesticación de especies
como Triatoma infestans y de Rhodnius prolixus (Dujardin 1998). La otra forma de
dispersión, aunque ha sido poco observada, es mediante el vuelo de individuos ya
adultos, los cuales presentan alas bien desarrolladas las que están diseñadas
para desplazarse distancias considerables en busca de nuevas fuentes de
alimento y una vez las encuentran les es igualmente posible iniciar una nueva
población por su completa madurez sexual. En este punto se presenta un
inconveniente que es la falta de evidencia de este comportamiento pues los
investigadores solo han observado vuelos muy cortos en los triatominos.
Una evidencia de estos posibles procesos de dispersión es el hecho de que en
todas las especies de triatominos se presentan alas con solo una excepción que
es Triatoma spinolai que no las posee, razón por la cual se cree que esta especie
también fue dispersada y sufrió el proceso de domiciliación a lo largo de la costa
76
de Chile por medio de la estrategia de transporte pasivo gracias a aves que
llevaron individuos de esta especie a lo largo de toda esta región (Schofield et
al.1998).
De acuerdo a los marcadores moleculares utilizados en algunas de las diferentes
investigaciones fue posible confirmar la posición filogenética de algunas de las
especies, géneros y tribus de triatominos, demostrando así la confiabilidad de
estos marcadores para obtener una forma de clasificación mas clara. Dentro de
estos marcadores moleculares utilizaron varias secuencias de genes conocidos
tales como: la sub-unidad rADN conocida como 18S, el segundo espaciador
interno transcrito ITS-2 del ADN ribosomal (Bargues et al. 2000), también el
mtlsurRNA o sub-unidad larga mitocondrial de ARN ribosomal. Igualmente han
utilizado el mtCytB o gen del citocromo B (Lyman et al, 1999) entre otros.
Mediante el uso de estos marcadores y mediante su análisis se han logrado
construir árboles que muestran claramente las relaciones filogenéticas existentes
entre los diferentes grupos de triatominos.
Lyman et al (1999) explica con base a los resultados obtenidos en su investigación
con dos marcadores moleculares diferentes el mtlsurRNA y el mtCytB que
efectivamente existen diferencias marcadas entre las dos tribus principales de
triatominos que son Triatomini y Rhodniini, las cuales, a su vez se encuentran
divididas internamente en subgrupos. En especial para la tribu Rhodniini se
encuentran tres clados separados: uno donde esta Psammolestes coreodes que
se encuentra muy relacionado con otro clado donde están Rhodnius prolixus,
Rhodnius robustus y Rhodnius neglectus. Estos dos se encuentran alejados de un
tercer clado donde aparecen el resto de especies de Rhodnius. Estos tres grupos
soportan la taxonomía ya conocida de la tribu.
Igualmente estos marcadores también tienen como función, diferenciar entre
especies que morfológicamente no presentan muchas diferencias como Rhodnius
77
prolixus, Rhodnius robustus y Rhodnius neglectus, pero que a nivel molecular
específicamente mediante comparaciones de secuencias de ADN se pueden
diferenciar (Dujardin et al, 1996).
Por otra parte, los marcadores moleculares también han sido de gran utilidad en el
proceso de datación de los sucesos evolutivos de estas especies.
Específicamente Bargues et al (2000) han utilizado marcadores como la sub-
unidad rADN conocida como 18S y el segundo espaciador interno transcrito ITS-2
del ADN ribosomal para analizar el reloj molecular de los triatominos confirmando
la polifilia de los diferentes clados que conforman la taxonomía de estos insectos
que fue planteada por Lyman et al, (1999). Además de esto, dan una fecha
aproximada en la cual pudo ocurrir el proceso de separación de las tribus
Triatomini y Rhodniini que es de aproximadamente 48.9 a 64.4 millones de años,
basados en la tasa de sustituciones nucleotídicas que sufren estos marcadores a
través del paso del tiempo.
De esta forma, el reloj molecular asume que las sustituciones que se producen en
una secuencia determinada ocurren a una tasa constante lo que permite medir el
tiempo que tardaron dos secuencias en divergir (Zuckerkandl & Pauling 1965); es
decir, mide el tiempo en el que se da la evolución del incremento de las diferencias
entre linajes con respecto a determinadas características (Futuyma, D.J. 1998).
Todos estos factores anteriormente mencionados permiten llegar a conocer mejor
el ciclo de vida de las diferentes especies, las relaciones filogenéticas y
taxonómicas, al igual que el proceso evolutivo que han sufrido estos insectos a lo
largo de su historia, situación que permite buscar soluciones para controlar el
proceso de domiciliación y por esto mismo detener la infestación de mas viviendas
en zonas rurales a lo largo de Latinoamérica lo que implicaría como resultado una
disminución en la cantidad de población infectada con Trypanosoma cruzi y por
tanto un control en la propagación de la enfermedad de Chagas.
78
8. CONCLUSIONES
• De acuerdo a los resultados de las investigaciones moleculares realizadas
por Bargues et al (2000), Lyman et al (1999) y Schofield et al (1999)
revisadas para este trabajo, se encuentra suficiente evidencia para clasificar
al grupo de los triatominos como un clado polifilético; es decir, compuesto
por miembros derivados evolutivamente de ancestros pertenecientes a mas
de un taxón ancestral, pero que presentan convergencias en una serie de
características comunes a todos ellos, como la adaptación al hábitat de su
presa, pasar por una fase de hematófago facultativo hasta llegar a ser
hematófago obligatorio asociándose a un amplio rango de vertebrados
hospederos.
• El proceso evolutivo de la hematofagia está ampliamente relacionado con la
domiciliación de los triatominos, ya que a partir de la necesidad de estos
insectos por explotar la sangre de vertebrados como fuente de alimento,
adaptarse al hábitat del hospedero y utilizar a este como mecanismo de
dispersión pasiva (Schofield et al. 1999) y añadiendo a las causas
anteriores el daño ecológico que se causa con la deforestación al hábitat
silvestre de los vertebrados hospederos, estos insectos se ven obligados a
buscar nuevas fuentes alimenticias, las cuales encuentran en los criaderos
de animales domésticos, en los cultivos de explotación del hombre donde
viven aves y algunos mamíferos que son recursos alimenticios y en las
viviendas humanas adaptándose a estos hábitat artificiales (Bar M.E. 1998).
• Estos insectos presentan un ciclo de vida con desarrollo postembrionario
paurometabolo de varias etapas (huevos, cinco intermudas ninfales y
adultos) donde la tasa de mortalidad de los individuos varia. Esta tasa
cambia de una especie de triatominos a otra. Sin embargo, la etapa en la
79
que han determinado que se da un mayor número de muertes de individuos
es durante los diferentes estadios ninfales, variando en cuál de acuerdo a la
especie. Por ejemplo, para Triatoma rubrovaria la etapa mas crítica es el
tercer estadio ninfal, para Triatoma sordida son el cuarto y quinto. El tiempo
de duración del ciclo de vida también varia entre especies para Triatoma
rubrovaria es de 7 meses para ser adulto, para T. sordida es menor y para
T. Platenses similar (Oscherov et al. 1998).
• Evidencias moleculares aportadas por Lyman et al (1999) y Monteiro et al
(1999) por medio de la construcción de árboles filogenéticos obtenidos por
análisis de secuencias mediante computador muestran una clara división
entre las diferentes especies que conforman las dos principales tribus de
triatominos vectores de la enfermedad de Chagas, las tribus Triatomini y
Rhodniini lo cual confirma la clasificación taxonómica ya existente para
estos grupos obtenida mediante estudios comparativos en morfología de los
insectos por medio de claves taxonómicas y morfometría (Borges et al.
2000, Ruppert y Barnes. 1990)
• Las investigaciones de Borges et al (2000) y Lyman et al (1999) muestran la
confiabilidad y utilidad de algunas técnicas moleculares en la identificación
de especies de triatominos que morfológicamente presentan muy pocas
diferencias y que representan dificultad para ser identificadas como lo es el
caso Rhodnius prolixus, Rhodnius robustus y Rhodnius neglectus que
incluso mediante isoenzimas presentan muy pocas diferencias entre si.
Pero que, mediante el uso de marcadores moleculares como el mtCytB y el
mtlsurRNA pueden ser diferenciados fácilmente. De igual forma ocurre con
la diferenciación entre poblaciones silvestres y domiciliarias, gracias a su
divergencia genética donde la variación en el ADN mitocondrial permite
llegar a diferenciarlas como se llevó a cabo con poblaciones de Triatoma
infestan de Bolivia, Argentina y Brasil (Monteiro et al. 1999).
80
• De acuerdo a Moreno et al (1999) son consideradas como dos especies
diferentes Rhodnius prolixus y Rhodnius colombiensis. Los resultados de
Jaramillo et al (2001) muestran una baja tasa de flujo genético y de
migraciones que se da entre estas poblaciones domiciliarias y silvestres de
triatominos, con esta evidencia han podido confirmar una divergencia
genética entre las poblaciones y un estado de aislamiento poblacional, lo
que da las condiciones para que se de un proceso de especiación,
corroborando así la diferencia entre las dos especies que plantea Moreno,
ya que al presentarse un bajo flujo genético entre poblaciones, se da una
estabilización de los genomas disminuyendo la variabilidad y llevando a
procesos de aislamiento reproductivo.
81
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