不均一環境における蚊の個体群規制と幼虫源管理

蚊の個体群ダイナミクス、蚊媒介病原体伝播、ベクター制御に関する重要な質問は、蚊の個体数がどのように調節されるかです。ここでは、卵の産卵パターンと水生生息地の混雑に対する幼虫集団の反応において不均一性を持つ単純なモデルを開発します。モデルを使用して、そのような不均一性が蚊の集団調節と幼虫源管理（LSM）の影響にどのように影響するかを評価します。私たちは、収容能力の概念を再訪し、不均一性が密度依存性とLSMの結果の理解をどのように変えるかを示します。水生生息地の混雑と生産性は、卵に浸す分布が生息地の運搬能力の分布と一致するように微調整されない限り、非常に不均一です。LSMは、大人の蚊が治療された生息地で卵を産むことを避けている場合、カバレッジで蚊の個体数密度を直線的に減少させますが、卵が処理された生息地に産まって努力が無駄になっている場合（つまり、生息地の50％を約75％減らすことができます）。当然のことながら、ターゲティング（つまり、最も生産的なプールのサブセットを処理する）は、同様のカバレッジのはるかに大きな削減をもたらしますが、ターゲティングが不十分な場合、カバレッジを増やすと、卵がより高い容量の生息地に産まれば、成人の蚊の人口密度が増加する可能性があります。私たちの分析は、一部の状況では、成人蚊の生産における不均一性を説明するLSMモデルが、現代の幼虫の戦略的かつ繰り返し適用される蚊媒介予防を追求するための理論的サポートを提供することを示唆しています。

An important question for mosquito population dynamics, mosquito-borne pathogen transmission and vector control is how mosquito populations are regulated. Here we develop simple models with heterogeneity in egg laying patterns and in the responses of larval populations to crowding in aquatic habitats. We use the models to evaluate how such heterogeneity affects mosquito population regulation and the effects of larval source management (LSM). We revisit the notion of a carrying capacity and show how heterogeneity changes our understanding of density dependence and the outcome of LSM. Crowding in and productivity of aquatic habitats is highly uneven unless egg-laying distributions are fine-tuned to match the distribution of habitats' carrying capacities. LSM reduces mosquito population density linearly with coverage if adult mosquitoes avoid laying eggs in treated habitats, but quadratically if eggs are laid in treated habitats and the effort is therefore wasted (i.e., treating 50% of habitat reduces mosquito density by approximately 75%). Unsurprisingly, targeting (i.e. treating a subset of the most productive pools) gives much larger reductions for similar coverage, but with poor targeting, increasing coverage could increase adult mosquito population densities if eggs are laid in higher capacity habitats. Our analysis suggests that, in some contexts, LSM models that accounts for heterogeneity in production of adult mosquitoes provide theoretical support for pursuing mosquito-borne disease prevention through strategic and repeated application of modern larvicides.