Modelando a mudança comportamental dos mosquitos Anopheles

Abstract

Malaria is an infectious disease transmitted by Anopheles mosquitoes. Africa is harshly affected by this disease, thus, World Health Organization started to install insecticide treated nets, a tool that serves for killing mosquitoes or preventing them from bitting and feeding on human blood. However, mosquitoes started to adapt to these tools, and, with that, malaria is regaining strength, and new challenges to suppress this disease are rising. To understand the adaptive process of Anopheles mosquitoes, a mathematical model based on partial differential equations with age structure is proposed. The hours of the day, time and age of mosquitoes will be the independent variables of mosquitoes' density function. Different functions are built in order to mimic the relation between parent and offspring preferential bitting hours. Functions to represent mortality and fertility with respect to the hours of the day are also built. The results show that the model is promissing to the study of adaptive phenomena and can potentially be aplied to other organisms, such as bacteria and other insects

A malária é uma doença infecciosa transmitida pela picada de mosquitos Anopheles.A África é severamente afetada por essa doença e, então, a Organização Mundial da Saúude iniciou a instalação de redes impregnadas com inseticidas, ferramenta que causa a morte do vetor ou impede que este pique e se alimente de sangue humano. Entretanto, os mosquitos começaram a se adaptar a tais ferramentas de proteção, o que vem reduzindo a eficiência no combate à malária e criando novos desafios contra essa doença. Para entender o processo adaptativo do mosquito é proposto neste trabalho matemático um modelo baseado em equações diferenciais parciais com estrutura etária. O horário, o tempo e a idade dos mosquitos, são as variáveis independentes neste modelo, enquanto a densidade de mosquitos é a variável dependente. São construídas diferentes funções para representar a relação entre o horário preferencial de picada do indivíduo progenitor e sua prole, ainda são construídas outras funçõoes para representar a mortalidade e fertilidade com respeito as horas do dia. Os resultados mostram que o modelo é promissor para o estudo desse fenômeno e tem potencial para ser aplicado a outros organismos, como, por exemplo, outros insetos e bactérias