Filter feeding of mosquito larvae (Dipt., Culicidae) in the presence of the bacterial pathogen Bacillus thuringiensis var. israelensis

Filtration rates of mosquito larvae, defined as water volumes cleared of suspended particles over time, were calculated on the basis of particle removal from suspensions by feeding larvae. In parallel assays, groups of larvae were exposed to suspensions of latex microspheres with precise diameters of 2 μm, or to suspensions of latex microspheres containing a lethal dose (LC95) of Bacillus thuringiensis var. israelensis de Barjac (Bti). In the absence of Bti, larvae cleared the suspensions with constant filtration rates of 632 ± 63 (Aedes aegypti L.), 515 ± 100 (Culex quinquefasciatus Say), or 83.9 ± 9.3 μl/larva/h (Anopheles albimanus Wiedemann). In the presence of spores and toxin crystals of Bti, larvae filtered for 10 min (Cx. quinquefasciatus), 40 min (Ae. aegypti) or 60 min (An. albimanus) at rates equivalent to control groups kept without toxin. Significant decreases in filtration rates due to the presence of the toxin were observed at 15–20 min (Cx. quinquefasciatus), 60 min (Ae. aegypti), or 80 min (An. albimanus) post-treatment. Whereas larvae of Ae. aegypti abruptly ceased feeding 60–90 min post-treatment, continuation of particle removal at low rates for up to 3 h was observed in larvae of the other two species. Zusammenfassung Einflus von Bacillus thuringiensis var. israelensis auf die Filtrierrate von Stechmuckenlarven Viertlarven der Stechmuckenarten Aedes aegypti, Anopheles albimanus und Culex quinquefasciatus wurden fur genaue Zeitspannen in Suspensionen von Latexpartikeln gehalten, die letale Konzentrationen des bakteriellen Frasgiftes Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti) enthielten. Diese artspezifischen Konzentrationen waren in fruheren Experimenten bestimmt worden und waren fur alle Arten von identischer Effektivitat (95% Mortalitat nach 24stundiger Exposition). In parallelen Kontrollen wurden Larvengruppen in Suspensionen von Latexpartikeln ohne Toxinzusatz gehalten. Nach genauen Expositionszeiten wurden aus je einem Kontroll- bzw. Testansatz Wasserproben entnommen; der Partikelgehalt der Proben wurde in einem elektronischen Zahlgerat bestimmt und in Relation zu dem Partikelgehalt der Suspensionen vor Exposition der Larven gesetzt. Die Filtrierraten der Larven, definiert als ein pro Zeiteinheit partikelfrei gefiltertes Wasservolumen, wurden uber die Abnahme des Partikelgehaltes nach einer in der Literatur angegebenen Formel berechnet. In Suspensionen ohne Bti filterten die Larven aller getesteten Arten mit zeitkonstanten Raten von 632 ± 63 μl/Larve/h (Ae. aegypti), 515 ± 100 μl/Larve/h (Cx. quinquefasciatus), bzw. von 83.9 ± 9.3 μl/Larve/h (An. albimanus). In Anwesenheit von Bti wurden die gleichen, artspezifischen Filtrierraten fur Zeitspannen von 10 min (Cx. quinquefasciatus), 40 min (Ae. aegypti), bzw. von 60 min (An. albimanus) gemessen. Bti wirkte also bei keiner Art unmittelbar frashemmend. Allerdings waren nicht nur der Zeitpunkt des Beginns verminderter Frasaktivitat, sondern auch das Verhalten der Larven in der darauf folgenden Zeitspanne artspezifisch verschieden. Wahrend die Larven von Ae. aegypti 60–90 min nach Start eines Experiments die Partikelaufnahme vollstandig einstellten, nahmen die Larven von An. albimanus und Cx. quinquefasciatus fur bis zu 3 Stunden nach Start mit verminderter Rate Partikel auf.