Vector-Host Insects in Colombia: Molecular Revelations of ITS2 and COII Markers in their Phylogeny and Biogeography
Abstract
This study investigated the phylogeny and biogeography of vector-host insects in Colombia using molecular markers ITS2 and COII. By leveraging data from the National Center for Biotechnology Information (NCBI), we established local knowledge bases of molecular markers for Diptera and Hemiptera species. We used maximum likelihood and Neighbor-Joining models to examine the kinship relationships, origins, and potential distributions of these vector-host insects. Our analysis revealed 18 paraphyletic clades with a resolution exceeding 55% for Diptera, and 28 clades surpassing 50% for ITS2. In the case of Hemiptera, we identified 20 paraphyletic clades with a resolution greater than 13% using the COII marker, and 14 paraphyletic clades with a resolution higher than 50% with ITS2. These results highlight the robustness and accuracy of ITS2 and COII markers in discerning host organisms in Colombia, owing to their high precision, molecular stability, and ease of PCR amplification. We also found that Diptera and Hemiptera genera are widespread across all regions of Colombia. However, there is a noticeable paucity of molecular data and taxonomic records. This underscores the need for future research to unravel the biogeography and ecology of insect vectors and hosts in Colombia, thus facilitating the development of comprehensive national biodiversity databases.
Keywords
Cluster Analysis, Diptera, Vector-Borne Diseases, Hemiptera.
References
- Araque, W., & Arévalo, E. (2018). Potencial distribución espacial del vector del HLB de los cítricos Diaphorina citri (Hemiptera: Liviidae) en el departamento del Tolima, Colombia. Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas, 12(3), 545-560. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2011-21732018000300545
- Castrillón, J. C., Castaño, J. C., & Urcuqui, S. (2015). Dengue en Colombia: diez años de evolución. Revista chilena de infectología, 32(2), 142-149. http://dx.doi.org/10.4067/S0716-10182015000300002
- Castañeda-Porras, O., & Zuleta-Dueñas, L. P. (2018). Conocimientos, actitudes y prácticas para el control de enfermedades transmitidas por vectores en zona rural dispersa, San Luis de Palenque, Casanare-Colombia, 2017. Revista Médica de Risaralda, 24(2), 108-114. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-06672018000200108
- Alcántara, M. R. (2007). Breve revisión de los marcadores moleculares. Ecología molecular, 541-566. https://hopelchen.tecnm.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r119349.PDF
- Hebert P.D.N., A. Cywinska, S.L Ball. & J.R. DeWaard. 2003. Biological identifications through DNA barcodes. Proceedings. Biological sciences / The Royal Society, 270, 313–21. https://doi.org/10.1098/rspb.2002.2218
- Nicholls, C. I. (2008). Control biológico de insectos: un enfoque agroecológico (Vol. 2). Universidad de Antioquia. https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=LPwcidQx3TkC&oi=fnd&pg=PR13&dq=Al+comprender+las+relaciones+entre+las+diferentes+especies+de+insectos+y+sus+hu%C3%A9spedes,+se+podr%C3%ADa+comprender+mejor+c%C3%B3mo+se+transmiten+las+enfermedades+y+desarrollar+estrategias+para+prevenirlas&ots=n-hdmYV563&sig=apLI02ssCdbX9vBwTyyLr86zh_Q#v=onepage&q&f=false
- Catalano, M. I. (2011). Cicadélidos vectores de fitoplasmas a cultivos de importancia económica en la Argentina. Sistemática y bioecología (Insecta-Auchenorrhyncha-Cicadellidae). Tesis Dr, 134. https://core.ac.uk/download/pdf/187728327.pdf
- Sánchez-Yáñez, J. M., & Pineda, S. Las enfermedades infecciosas en la historia humana LibrosEnRed. 2011 Amertown International SA ISBN 978-1-59754-645-4 El impacto de los insectos vectores de enfermedades infecciosas en la vida humana (169-182). https://www.researchgate.net/profile/Juan-Sanchez-Yanez/publication/340547618_El_impacto_de_los_insectos_vectores_de_enfermedades_infecciosas_en_la_vida_humana/links/5e902d7392851c2f52911fb8/El-impacto-de-los-insectos-vectores-de-enfermedades-infecciosas-en-la-vida-humana.pdf
- Laplantine, F. (1999). Antropologia de la Enfermedad: Estudio Etnologico de los Sistemas de Representaciones Etiologicas y Terapeuticas en la Sociedad Occidental Contempora. Ediciones del Sol. https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=qkBgbbvUigkC&oi=fnd&pg=PA7&dq=Se+pueden+encontrar+en+todas+partes+del+mundo+y+su+biogeograf%C3%ADa+es+un+importante+campo+de+estudio&ots=82K6vHKYek&sig=tfwN3eSX_xar1TGZaC7KnvlbMMI#v=onepage&q&f=false
- Peña, C. (2011). Métodos de inferencia filogenética. Revista Peruana de Biologia, 18(2), 265–267. https://doi.org/10.15381/rpb.v18i2.243
- Malacalza, L. (2013). Ecología y ambiente. Asociación de Universidades Grupo Montevideo y Universidad Nacional de La Plata. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/38507
- Johnson, KP, Dietrich, CH, Friedrich, F., Beutel, RG, Wipfler, B., Peters, RS, ... y Yoshizawa, K. (2018). Filogenómica y evolución de los insectos hemipteroides. Actas de la Academia Nacional de Ciencias , 115 (50), 12775-12780
- Sánchez Herrero, J. F. (2019). Desarrollo y utilización de herramientas bioinformáticas en el estudio de datos de secuenciación masiva: Análisis genómicos en arácnidos. http://hdl.handle.net/2445/150057
- Jara Biedma, R. (2014). Estudio de interacciones metal-biomolecula en organismos modelos Mus musculus/Mus spretus. Diagnosis de problemas ambientales. http://rabida.uhu.es/dspace/handle/10272/8065
- Vargas Vasquez, F. R. (2005). Epidemiología molecular de la tripanosomiasis americana (trypanosoma cruzi y trypanosomma rangeli) en la región norte y nororiental del Perú https://digibug.ugr.es/bitstream/handle/10481/786/15764035.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- Durán Ogalla, R. (2008). Aminopeptidasas y estrés oxidativo en las enfermedades neurodegenerativas. https://digibug.ugr.es/bitstream/handle/10481/2083/17694796.pdf?sequence=1
- Alvarado Hernández, L. A., Martínez Bravo, L., Espíndola Velasco, J. J., Gallegos Jurado, A. A., & Ruiz Bárcenas, O. J. Prototipo de aplicación móvil para visibilizar inventario de artículos de miscelánea: el caso de la miscelánea Cristian. https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/18259/Tesina%20Final%20Cibermiscelanea.pdf?sequence=1&isAllowed=y
- ArcGIS [software GIS]. Versión 10.0. Redlands, CA: Environmental Systems Research Institute, Inc., 2010.
- Muñoz Palma, M. S. (2019). Cambio climático y distribución geográfica potencial de vectores de enfermedades en Ecuador continental, basados en el modelo del nicho ecológico (Bachelor's thesis). https://repositorio.uteq.edu.ec/handle/43000/3887
- Periago, M. R., & Guzmán, M. G. (2007). Dengue y dengue hemorrágico en las Américas. Revista Panamericana de Salud Pública, 21(4), 187-191. https://www.scielosp.org/pdf/rpsp/v21n4/01.pdf
- DE LOS INSECTOS, P. E. E. FUNDAMENTOS Y MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS INSECTOS. https://www.researchgate.net/profile/German-Amat-2/publication/267333769_FUNDAMENTOS_Y_METODOS_PARA_EL_ESTUDIO_DE_LOS_INSECTOS/links/544c62230cf2bcc9b1d6c617/FUNDAMENTOS-Y-METODOS-PARA-EL-ESTUDIO-DE-LOS-INSECTOS.pdf
- Nicholls, C. I. (2008). Control biológico de insectos: un enfoque agroecológico (Vol. 2). Universidad de Antioquia. https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=LPwcidQx3TkC&oi=fnd&pg=PR13&dq=Al+estudiar+Hemiptera+y+D%C3%ADptera,+podemos+obtener+una+mejor+comprensi%C3%B3n+de+c%C3%B3mo+las+diferentes+especies+se+han+adaptado+a+su+entorno+a+lo+largo+del+tiempo.&ots=n-hdiWT-27&sig=ez1oZrm20ouBjX_R8qmvkfXos2M#v=onepage&q&f=false
- Giribet, G., & Edgecombe y Ward C. Wheeler, G. D. (2000). Arthropod systematics and phylogeny: state of the art with emphasis on molecular data. https://doi.org/10.1016/j.jcz.2015.01.003
- Researchgate.net. Retrieved, from https://www.researchgate.net/publication/322220478_Phylogeny_of_Diptera
- Navarro, Juan-Carlos, Hernández, Camila, Rangel-Díaz, Gabriela, Guerrero, Edmundo, Rangel, Yadira, & Arrivillaga, Jazzmin. (2009). Invalidación de autapomorfías putativas mediante análisis de filogenia molecular en Anopheles subgénero Nyssorhynchus. Boletín de Malariología y Salud Ambiental, 49(2), 223-239. http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1690-46482009000200005&lng=es&tlng=es.
- Gómez Zuluaga, A. (2012). Caracterización con marcadores moleculares RAM´ S (Random Amplified Microsatellites) de algunas especies del género Erythrina presentes en Colombia (Doctoral dissertation). https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/10051
- Leopardi-Verde, C. L., & Escobedo-Sarti, G. J. (2021). Filogenias: conceptos y generalidades. Tequio. Revista de divulgación, investigación e innovación, 4(11), 7-25. https://scriptus.journaledition.mx/index.php/tequio/article/view/13