Simúlidos (Diptera: Simuliidae) de los ríos de la Comunidad Valenciana: Implicaciones en la salud pública y su control

Los simúlidos (Diptera: Simuliidae) se encuentran distribuidos por casi todo el mundo. Su presencia está ampliamente influenciada por la disponibilidad de cursos de agua con flujo, necesarios para el desarrollo de los estados inmaduros (ADLER & McCREADIE, 2002), ocupando ambientes que van desde cursos temporales hasta grandes ríos. Los simúlidos crían en aguas corrientes, se les puede encontrar tanto en arroyos y torrentes de montaña como en los lentos flujos de agua de los ríos en sus tramos bajos. Además, existen unas pocas especies las cuales se han adaptado a flujos de agua tan escasos donde incluso la corriente es casi imperceptible (BURGER, 1987). En cualquier caso, se sabe que ciertos factores ambientales afectan y determinan la distribución de las larvas, y por ende de las pupas (ROSS & MERRITT, 1987). En muchas regiones del mundo, estos dípteros nematóceros constituyen uno de los grupos de artrópodos claramente perjudiciales, aunque no transmitan enfermedades al hombre en esos lugares. No obstante, su presencia en las zonas tropicales, y su papel en la transmisión de la oncocercosis, constituye uno de los problemas más graves transmitidos por este tipo de vector. Por ello, el conocimiento de los simúlidos ha sido abordado principalmente en aquellas regiones geográficas donde han originado problemas sanitarios, como son África Central, América Central, América del Sur y algunas zonas de la Península arábica, concretamente en Yemen. Sin embargo, en España, la primera cita referente a los simúlidos, se debe a ANTIGA en 1888, momento desde el cual se siguieron realizando trabajos hasta el día de hoy, pero muy puntuales y en ocasiones muy espaciados en el tiempo unos de otros. En general existen muy pocas referencias, siendo estos estudios principalmente taxonómicos y faunísticos entre otras aportaciones que han tratado temáticas diversas, y que incrementan de forma sucinta el conocimiento de las especies de simúlidos presentes en el país. Se podría resumir que, la escasez de estudios efectuados en toda la península ibérica justifica la parca información que se tiene de dicha familia de dípteros. Dicho grupo de dípteros, desde el año 1995 hasta la actualidad, han adquirido una gran relevancia en ciertas regiones del territorio nacional. Estos insectos, señalados como típicos de ambientes naturales de aguas limpias, lóticas y de notable flujo, han ido colonizando canalizaciones de agua de muy diversa consideración, estando presentes en la actualidad en la mayoría de los cursos de agua de la Comunidad Valenciana, tanto en sus cabeceras, tramos medios, desembocaduras, así como en sistemas de regadío con mayor o menor permanencia del agua como azudes, canales y acequias. Desde el año 2017 y predecesores, en distintas regiones de todo el país como el caso de la Comunidad de Madrid, Murcia, La Rioja y de provincias como Zaragoza, Córdoba y de algunas áreas concretas de Cataluña y la Comunidad Valenciana entre otras, han empezado a sufrir cada vez con más asiduidad, las molestias características de estos artrópodos. En la presente Tesis Doctoral se han estudiado 14 ríos de la Comunidad Autónoma Valenciana, haciendo hincapié en aquellos más importantes de cada una de las tres provincias por su caudal, riqueza ecológica, régimen permanente y la mayor accesibilidad a sus aguas para la toma de muestras. El objetivo de la cual ha sido conocer la composición de especies de simúlidos de los ríos que discurren por la Comunidad Valenciana y los factores abióticos que afectan e influyen en su dispersión. Asimismo, también se persigue ampliar el conocimiento que hasta el momento se tiene de dicha familia de insectos en el área de estudio y, conocer la implicación de algunas de las especies detectadas en el bienestar tanto animal como humano, debido a su comportamiento hematófago, causante principal de las molestias ocasionas a animales silvestres, domésticos y al ser humano. Para ello, se han estudiado un total de 112 muestras procedentes de diferentes ríos y afluentes de las seis provincias donde se ha llevado a cabo la presente tesis doctoral: Albacete, Alicante, Castellón, Cuenca, Teruel y Valencia. De igual modo, se aportan nuevas citas para las provincias citadas y un estudio faunístico detallado de los simúlidos de los ríos Cenia, Cérvol, Mijares, Palancia, Turia, Júcar, Serpis, Girona, Jalón, Algar, Amadorio, Monnegre, Vinalopó y Segura, basándose en la identificación del estado de pupa. El muestreo se inició el 27 de junio de 2013, prolongándose hasta el 07 de agosto de 2015, siendo la frecuencia de los muestreos aleatoria. Se han detectado un total de 21 especies de simúlidos que se engloban en los géneros Simulium y Metacnephia. De ellas, S. equinum, S. erythrocephalum, S. lineatum, S. ornatum, S. pseudequinum y S. reptans son de importancia veterinaria por ocasionar daños en la salud animal que se traduce en depreciación económica y reducción del rendimiento productivo. Y S. equinum, S. erythrocephalum, S. lineatum, S. ornatum y S. reptans son de importancia sanitaria por ocasionar lesiones epidérmicas y reacciones alérgicas y patológicas derivadas, debidas a las mordeduras producidas en busca de la obtención de la sangre requerida en su ciclo vital. Los resultados estadísticos obtenidos revelan que las especies de simúlidos identificadas han sido encontradas en ambientes muy diversos dentro de las cuencas estudiadas. Algunas especies de simúlidos son dependientes de variables tales como el diámetro de partícula del sustrato, del potencial redox o del TDS, otras lo son tanto de la cantidad de oxígeno disuelto como de la altitud, otras del pH y la conductividad del agua y otras del nivel antrópico del hábitat y del grado de turbidez de esta. Lo cual indica que hay diferencias en las comunidades de pupas de simúlido en función de las características de los ambientes en los que se hayan. Las variables ambientales más influyentes han resultado ser la conductividad eléctrica, la altitud y la turbidez. Los resultados obtenidos también indican que existen diferencias entre las distintas cuencas hidrográficas respecto a las especies de simúlidos que albergan. Con lo que sí que se han encontrado diferencias significativas entre las cuencas y las especies de mosca negra que contienen. Por último, se analizó la diversidad de especies presente tanto en los diferentes tipos de sustratos muestreados como de los ríos objeto de estudio mediante cálculo de los índices de diversidad de Shannon y Simpson, así como la riqueza de especies y el tipo de distribución de sus poblaciones con el índice de Pielou. Además, se han elaborado mapas de riesgo según la cercanía de los focos de cría a ciudades y granjas de explotación porcina, equina y bovina, y teniendo en cuenta el rango de vuelo de los imagos de las especies problemáticas con el fin de poner de manifiesto el alcance geográfico subyugado a sufrir las molestas mordeduras de este hematófago, alertando e informando de este modo a los posibles afectados y a las instituciones sanitarias y veterinarias implicadas.   También se ha estudiado la eficacia y efectividad de ciertos productos destinados a controlar los tamaños poblacionales de mosca negra considerados plaga mediante el tratamiento localizado de diversos puntos en un tramo del río Serpis afectado por ataques de simúlidos. Siendo testada la eficacia del insecticida utilizado a base de preparados de Bacillus thuringiensis sobre el estado de larva. Por otra parte, también se aporta información relevante sobre los parásitos que afectan a los estados preimaginales de los simúlidos, abordándose la especificidad de parasitación y la carga parasitaria soportada por las pupas de ciertas especies de mosca negra.

Simulids (Diptera: Simuliidae) are distributed almost all over the world. Their presence is largely influenced by the availability of flowing water courses, necessary for the development of immature stages (ADLER & McCREADIE, 2002), occupying environments ranging from temporary courses to large rivers. The simulids breed in running waters, they can be found in streams and mountain torrents as well as in the slow water flows of rivers in their lower stretches. In addition, there are a few species which have adapted to such minimum water flows where the current is almost imperceptible (BURGER, 1987). Be that as it may, it is known that certain environmental factors affect and determine the distribution of the larvae, and therefore of the pupae (ROSS & MERRITT, 1987). In many regions of the world, these diptera nematocera are one of the groups of clearly harmful arthropods, although not transmitting diseases to man in those places. However, their presence in the tropics and their role in the transmission of onchocerciasis, is one of the most serious problems carried by this type of vector. Therefore, knowledge of the simulids has been addressed mainly in those geographical regions where they have caused health problems, such as Central Africa, Central America, South America and some areas of the Arabian Peninsula, specifically in the Yemen. However, in Spain, the first citation referring to simulids is dated to ANTIGA in 1888, from then on, the work has continued to this day but sporadically. In general, there are very few references, these studies being mainly taxonomic and faunal among other contributions, dealing with a wide range of topics. These brief and often indirect references have increased our knowlege of the simulid species present in the country. It could be summarized sporadic one-off studies carried out in the Iberian Peninsula explain the scarcity of information that there is of this family of diptera. This group of diptera, from 1995 to the present, has acquired great relevance in certain regions of the national territory. These insects, considered as typical of natural environments of clean waters, lotic and greater flows, have been colonizing water channeling of very different dimensions, being present currently in most of the water courses of the Valencian Autonomous Region, both in headwaters, middle stretches, mouths, as well as in irrigation systems with greater or lesser water permanence such as irrigation reservoirs, channels and ditches. Since 2017 and in the preceding years, different regions of the country, such as the case of the Community of Madrid, Murcia, La Rioja and provinces such as Zaragoza, Córdoba and some specific areas of Catalonia and the Valencian Autonomous Region among others, have started increasingly to suffer the discomforts characteristic of this arthropod. In the present Doctoral Thesis, several rivers of the Valencian Autonomous Region have been studied, concentrating on the most important rivers of each of the three provinces in volume, ecological diversity, permanent regime and greater accessibility for the taking of samples. The objective of which has been to establish the composition of simulid species of the rivers that run through the Valencian Autonomous Region and the abiotic factors that affect and influence the dispersion of these. It also aims to expand the knowledge that we have so far of the insect family in the study area and evaluate the implications of some of the species detected in the welfare of both animals and humans, due to their hematophagous behavior, the principal cause of the discomfort caused to wild animals, domestic animals and humans. For this, a total of 112 samples were taken from different rivers and tributaries of the six provinces where this thesis has been carried out: Albacete, Alicante, Castellón, Cuenca, Teruel and Valencia have been studied. In the same way, new appointments for the mentioned provinces and a detailed fauna study of the simuliids of the Cenia, Cérvol, Mijares, Palancia, Turia, Júcar, Serpis, Girona, Jalón, Algar, Amadorio, Monnegre, Vinalopó and Segura rivers are provided, based on the identification of pupal status. Sampling began on June 27, 2013, extending until August 7, 2015, with the frequency of random sampling. A total of 21 Simulium species have been detected that are included in the genera Simulium and Metacnephia. Of these, S. equinum, S. erythrocephalum, S. lineatum, S. ornatum, S. pseudequinum and S. reptans are of veterinary importance because they cause damage to animal health that results in economic depreciation and reduction of productive yield. And S. equinum, S. erythrocephalum, S. lineatum, S. ornatum and S. reptans are of sanitary importance, causing epidermal lesions and allergic and pathological derived reactions, due to the bites produced in the search to obtaining blood required in their life cycle. The statistical results obtained reveal that the identified simulid species have been found in very diverse environments within the basins studied. Some species of simulids are dependent on variables such as the particle diameter of the substrate, the redox potential or the TDS, others factors include both the amount of dissolved oxygen and altitude, while others on the pH and conductivity of water and also the anthropic level of the habitat and its degree of turbidity. This indicates that there are differences in the communities of blackfly pupae according to the characteristics of the environments in which they have been present. The most influential environmental variables have been electrical conductivity, altitude and turbidity. The results obtained also indicate that there are differences between the different river basins with respect to the simulid species they harbour, having found significant differences between basins and black fly species that contain. Finally, we analyzed the diversity of species present both in the different types of substrates sampled and the rivers under study by calculating the Shannon and Simpson diversity indexes, as well as the species diversity and the type of distribution of species populations with the Pielou index. In addition, risk maps have been drawn up according to the proximity of the breeding foci to cities and swine, equine and bovine farms, and taking into account the flight range of the imagos of the problematic species in order to highlight the geographical areas likely to suffer the annoying bites of this hematophagous insect, alerting and informing in this way as to the possible affected areas for the sanitary and veterinary institutions involved. The efficacy of certain products aimed at controlling the population sizes of blackfly considered as a pest by the localized treatment of several points in a transect of the Serpis River affected by simulid attacks has also been studied, the effectiveness of the insecticide used on the basis of Bacillus thuringiensis preparations on the larval stage being tested. What is more, it also provides relevant information on the parasites that affect the preimaginal stages of the simuliids, tackling the specificity of parasitism and the parasitic load supported by the pupae of certain black fly species.