RESUMEN En Colombia, Aedes aegypti es resistente a la mayoría de insecticidas utilizados. Debido al lento desarrollo de resistencia a Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti), así como su alta especificidad e inocuidad ambiental, el uso de este larvicida, se torna una alternativa en el manejo de este vector. En este trabajo, se evaluó experimentalmente y describió por medio de un modelo matemático, la dinámica del control de poblaciones naturales de A. aegypti, utilizando Bti. Se determinó el perfil de susceptibilidad, a través de bioensayos dosis-respuesta con larvas colectadas de Armenia (Quindío, Colombia). Adicionalmente, con los datos de mortalidad de las localidades analizadas, un nuevo análisis fue realizado, para estimar el perfil de susceptibilidad del municipio de Armenia. Los datos de mortalidad fueron utilizados para calcular las concentraciones letales 50 y 95. Con éstas, se realizaron simulaciones hipotéticas del comportamiento del vector, obtenidas a partir de un modelo matemático, que describe la dinámica poblacional, usando aplicaciones sucesivas de Bti y diferentes intervalos de tiempo. Los bioensayos dosis-respuesta indican que las poblaciones del vector analizadas son susceptibles al Bti, por presentar una respuesta biológica similar a la obtenida en la cepa de referencia Rockefeller. Las simulaciones aplicando un control periódico sostenido, sugieren que el Bti es efectivo para controlar el vector; sin embargo, su eficiencia a largo plazo depende de la relación entre concentración letal y frecuencia de aplicación. Se concluye que la aplicación sostenida de Bti constituye una alternativa viable para el control de poblaciones de A. aegypti, a largo plazo.

ABSTRACT In Colombia, Aedes aegypti is resistant to most used insecticides. Due to the slow development of resistance to Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti) as well as its high specificity and environmental safety, the use of this larvicide becomes an alternative in the management of this vector. In this work, we evaluated experimentally and describe by a mathematical model the dyamics of control of natural populations of A. aegypti using Bti. The susceptibility profile to Bti was determined through dose-response bioassays with larvae collected in Armenia (Quindío, Colombia). In addition, in order to estimate the susceptibility profile, an analysis was carried out using the mortality data obtained from the four localities analyzed. The mortality data were used to estimate the lethal concentrations (LC50 and 95) from each locality. Using these LC, hypothetical simulations of vector behavior were carried out, obtained from a mathematical model that describes the population dynamics, using successive applications of Bti at different time intervals. The dose-response bioassays indicate tha the analyzed vector populations are susceptible to Bti since they present a biological response similar to the one obtained from A. aegypti Rockefeller strain. Computer simulations using sustained periodic inspection indicate Bti is effective for the vector control. Nevertheless, its long-term efficiency depends on relation between the LC and the frequency of application. It is concluded that the sustained application of Bti represents a long-term viable alternative for the control of A. aegypti populations.

Resumen El dengue, chikunguña y Zika, todas transmitidas por Aedes aegypti, son enfermedades que afectan ampliamente la población mundial. La evaluación de extractos vegetales permite el establecimiento de productos eficientes para el control de éste mosquito. Este trabajo evaluó la actividad larvicida en A. aegypti de 23 especies de la familia Asteraceae, y su composición fitoquímica preliminar. El material vegetal utilizado se recolectó en el Departamento del Quindío, Colombia. Con este material se prepararon los extractos vegetales etanólicos utilizados en la caracterización fitoquímica y en los bioensayos. Para cada extracto se realizó un bioensayo dosis-respuesta con larvas provenientes del municipio de Armenia (Quindío, Colombia) siguiendo el protocolo de la OMS. Estos indican que, después de 48 h, los extractos de Jaegeria hirta (694,8% ± 149,9), Austroeupatorium inulaefolium (753,3% ± 198,8) y Heliopsis oppsitifolia (764,4% ± 170,0) requieren menor concentración para matar el 95% de las larvas. Adicionalmente, se construyó un modelo matemático que describe el comportamiento de las poblaciones, con el fin de evaluar diferentes estrategias de control con los extractos; las simulaciones obtenidas a partir de la solución numérica del sistema permiten concluir que la aplicación de extractos de estas plantas constituye una herramienta viable para el control de A. aegypti. Por su parte, la marcha fitoquímica preliminar de las 23 especies muestra la presencia de taninos, quinonas, flavonoides, esteroles, cumarinas y alcaloides. Se concluye que J. hirta, A. inulaefoliu y H. oppsitifolia ameritan ser estudiadas en profundidad, dado su potencial larvicida para el control de A. aegypti.

Abstract Dengue, chikungunya and Zika, all transmitted by Aedes aegypti, are diseases that affect the human world population. The evaluation of raw plant extracts allows the establishment of efficient products for the control of populations of this mosquito. This work evaluated the larvicidal activity of 23 species of the family Asteraceae, and its preliminary phytochemical composition, to control populations of A. aegypti. The vegetable material was collected in the department of Quindío, Colombia. We prepared the plant extracts used in the phytochemical characterization and bioassays with the material collected. For each extract, a dose-response bioassay was performed with larvae from the municipality of Armenia (Quindío, Colombia) following the WHO protocol. These assays indicated that after 48h the extracts of Jaegeria hirta (694.8% ± 149.9), Austroeupatorium inulaefolium (753.3% ± 198.8) and Heliopsis oppsitifolia (764.4% ± 170.0) require less concentration to kill 95% of larvae. Additionally, a mathematical model that describes the behavior of the mosquito populations was constructed, in order to evaluate different control strategies using the extracts; the simulations obtained from the numerical solution of the system allow us to conclude that the application of extracts from these plants constitutes a viable tool for A. aegypti control. On the other hand, the preliminary phytochemical analysis of the 23 plant species shows the presence of tannins, quinones, falvonoides, sterols, coumarins and alkaloids. It is concluded then, that J. hirta, A. inulaefoliu and H. oppsitifolia deserve to be further studied, given their larvicidal potential for the control of A. aegypti.

Se realizó un estudio con el fin de determinar la estructura demográfica de Emilia sonchifolia (L.) DC en una finca cafetera del Municipio de Armenia, Quindío, Colombia, donde se recolectaron datos durante cuatro semanas, en tres sitios: exterior, borde e interior del cultivo. Usando parámetros calculados a partir de los datos de campo, se construyó un modelo logístico para describir el comportamiento poblacional de E. sonchifolia en el tiempo. Se encontraron diferencias significativas en las variables: número de individuos por estado etario en el tiempo, porcentaje de mortalidad, tiempo de cambio del estado plántula a juvenil y de juvenil a adulto, número de hojas y de ramas; no se encontraron diferencias significativas en la densidad poblacional, número de inflorescencias e infrutescencias en los sitios de estudio. En general, se puede atribuir este comportamiento a la estrategia de reproducción r que sigue E. sonchifolia. Finalmente, las simulaciones hechas a partir del modelo logístico sugieren que la especie tiende a desaparecer si alguno de los estados etarios no está presente inicialmente; así, una alternativa plausible para el control sería su eliminación en el estado juvenil. Los resultados ofrecen alternativas con respecto al manejo de poblaciones de arvenses.

A research study was conducted to determine the demographic structure of Emilia sonchifolia L. in a coffee plantation in Armenia, Quindío, Colombia. Data were collected over a period of four weeks on three sites: inside, at the border and outside a coffee farm. A logistic population model was built to describe the population behavior of E. sonchifolia over time. Statiscally significant differences were found between: number of individuals per life stage in time, mortality rate, transition time from seedling to juvenile and from juvenile to adult; and number of leaves and branches. There was no evidence for statistically significant differences in population density or in number of inflorescences and fruits between study sites. In general, the observed behavior may be attributed to the r strategy used by this species. Finally, our results suggest the survival of the species is conditioned by the presence of all life stages at the beginning of each simulation based on the logistic model; so, a potential strategy for its controlling would require the removal during the juvenile stage. The considerations offer alternatives regarding weed population management.

Objective Evaluating the larvicidal activity of two ether factions from Asteraceae (the aster, daisy or sunflower family, i.e. Heli opsisoppositifolia (L.) Druce (oxeye, sunflower-like) and Jaegeria hirta (Lag.) Less (weed-like)) on Aedes (Stegomyia) aegypti (L.) final third instar or initial fourth instar larvae near the town of Armenia in the Quindío Department in Colombia. Methods H. oppositifolia and J. hirta plants were collected and submitted to phytochemical analysis. Ether fractions were prepared form both species to assess 11 concentrations for determining LC50, LC90 and LC95 lethal concentrations after 24 and 48h. The LC50, LC90 and LC95 results were used to create a mathematical model for describing lethal population-concentration dynamics. Results Phytochemical analysis identified tannins, flavonoids, quinones, cardiac glycosides, sterols, lactones, terpenes, courmarins and alkaloids in H. oppositifolia and J. hirta. LC after 48h regarding J. hirta (LC50 24, LC90 70 and LC95 93ppm) was lower than those for H. oppositifolia (LC50 39, LC90 77 and LC95 94 ppm). A factorial ANOVA test confirmed this trend: 66 %, F=18.5 and p<0.05 for J. hirta and 34 %, F=18.5 and p<0.05 for H. oppositifolia. The mathematical simulation model suggested that using LC50 every 15 days and LC90 and LC95 every 30 days from either of these species led to the same response compared to using LC90 and LC95 every 30 days or LC50 every 15 days. Conclusion Both species had a larvicidal effect. However, J. Hirta turned out to be more promising as an eventual bioinsecticide for controlling A. Aegypti immature states.

Objetivo Evaluar la actividad larvicida de dos fracciones etéreas de Heli opsisoppositifolia (L.) Drucey Jaegeria hirta (Lag.) Less en larvas de Aedes (Stegomyia) aegypti (L.) de 3-4 ínstar, en el municipio de Armenia, Quindio. Métodos Se realizó la colecta y análisis fitoquímico preliminar de dos especies vegetales, H. oppositifolia y J. hirta. Fueron preparadas fracciones etéreas de las dos especies. Con estas fracciones, fueron evaluadas 11 concentraciones para determinar las concentraciones letales CL50, CL90 y CL95 después de 24 y 48h. Con los resultados de las CL50,CL90 y CL95, se simuló y construyó un modelo que describe la dinámica población-concentración letal. Resultados La marcha fitoquímica preliminar permitió caracterizar en H. oppositifolia y J. hirta la presencia de: Taninos, flavonoides, quinonas, glicósidos cardiotónicos, esteroles, lactonas, terpenos, coumarinas y alcaloides. Las CL, 48 después para J. hirta (CL5024 CL9070 y CL9593 ppm) fueron menores que H. oppositifolia (CL5039, CL9077y CL9594 ppm). El ANOVA factorial confirmó esta tendencia, J. hirta (66 %, F=18.5, p<0.05) y H. oppositifolia (34 %, F=18.5, p<0.05). La simulación matemática sugiere que la aplicación cada 15 días de la CL50, y cada 30 días de las CL90 y CL95 de cualquiera de las dos especies, tienen la misma respuesta que la utilización de las CL90 y CL95 cada 30 días o la CL50 cada 15 días. Conclusión Ambas especies poseen efecto larvicida. Sin embargo, J. hirta se mostró más promisoria como futuro bioinsecticida para el control de estados inmaduros de Ae. aegypti.

Objetivo Evaluar la actividad larvicida de dos fracciones etéreas de Heli opsisoppositifolia (L.) Drucey Jaegeria hirta (Lag.) Less en larvas de Aedes (Stegomyia) aegypti (L.) de 3-4 ínstar, en el municipio de Armenia, Quindio. Métodos Se realizó la colecta y análisis fitoquímico preliminar de dos especies vegetales, H. oppositifolia y J. hirta. Fueron preparadas fracciones etéreas de las dos especies. Con estas fracciones, fueron evaluadas 11 concentraciones para determinar las concentraciones letales CL50, CL90 y CL95 después de 24 y 48h. Con los resultados de las CL50,CL90 y CL95, se simuló y construyó un modelo que describe la dinámica población-concentración letal. Resultados La marcha fitoquímica preliminar permitió caracterizar en H. oppositifolia y J. hirta la presencia de: Taninos, flavonoides, quinonas, glicósidos cardiotónicos, esteroles, lactonas, terpenos, coumarinas y alcaloides. Las CL, 48 después para J. hirta (CL5024 CL9070 y CL9593 ppm) fueron menores que H. oppositifolia (CL5039, CL9077y CL9594 ppm). El ANOVA factorial confirmó esta tendencia, J. hirta (66 %, F=18.5, p<0.05) y H. oppositifolia (34 %, F=18.5, p<0.05). La simulación matemática sugiere que la aplicación cada 15 días de la CL50, y cada 30 días de las CL90 y CL95 de cualquiera de las dos especies, tienen la misma respuesta que la utilización de las CL90 y CL95 cada 30 días o la CL50 cada 15 días. Conclusión Ambas especies poseen efecto larvicida. Sin embargo, J. hirta se mostró más promisoria como futuro bioinsecticida para el control de estados inmaduros de Ae. aegypti.

Objective Evaluating the larvicidal activity of two ether factions from Asteraceae (the aster, daisy or sunflower family, i.e. Heli opsisoppositifolia (L.) Druce (oxeye, sunflower-like) and Jaegeria hirta (Lag.) Less (weed-like)) on Aedes (Stegomyia) aegypti (L.) final third instar or initial fourth instar larvae near the town of Armenia in the Quindío Department in Colombia. Methods H. oppositifolia and J. hirta plants were collected and submitted to phytochemical analysis. Ether fractions were prepared form both species to assess 11 concentrations for determining LC50, LC90 and LC95 lethal concentrations after 24 and 48h. The LC50, LC90 and LC95 results were used to create a mathematical model for describing lethal population-concentration dynamics. Results Phytochemical analysis identified tannins, flavonoids, quinones, cardiac glycosides, sterols, lactones, terpenes, courmarins and alkaloids in H. oppositifolia and J. hirta. LC after 48h regarding J. hirta (LC50 24, LC90 70 and LC95 93ppm) was lower than those for H. oppositifolia (LC50 39, LC90 77 and LC95 94 ppm). A factorial ANOVA test confirmed this trend: 66 %, F=18.5 and p<0.05 for J. hirta and 34 %, F=18.5 and p<0.05 for H. oppositifolia. The mathematical simulation model suggested that using LC50 every 15 days and LC90 and LC95 every 30 days from either of these species led to the same response compared to using LC90 and LC95 every 30 days or LC50 every 15 days. Conclusion Both species had a larvicidal effect. However, J. Hirta turned out to be more promising as an eventual bioinsecticide for controlling A. Aegypti immature states.

La toxoplasmosis es una zoonosis parasitaria de amplia distribución mundial, que infecta una gran proporción de poblaciones humanas y animales, producida por el parásito Toxoplasma gondii, siendo de gran importancia el contagio de mujeres gestantes, puesto que ésta zoonosis causa enfermedades en los fetos a través de infección transplacentaria; tradicionalmente se ha utilizado una tasa de infección madre-feto constante; sin embargo, hay evidencias de una fuerte relación con la semana de gestación de la madre en el momento de contagiar al feto. Este trabajo describe la dinámica de transmisión de la toxoplasmosis congénita a través de un modelo estructurado en la edad que tiene en cuenta la semana de gestación de la madre; el modelo está acoplado con un modelo espacio-temporal que describe la dispersión de T. gondii a través de gatos, el cual proporciona la cantidad de parásitos en el ambiente, de la cual depende que una mujer gestante se infecte. Se hacen simulaciones variando la cantidad de parásitos y la distancia a la que se encuentra la gestante del lugar del inóculo; además, se varían algunos parámetros equivalentes a posibles medidas de control. Se encuentran cambios importantes al comparar el comportamiento de las poblaciones de gestantes infectadas, cuando se usa tasa de infección madrefeto constante y cuando se usa tasa dependiente de la semana de gestación, lo que permite concluir que la semana de gestación en la que se encuentra la población de gestantes infectadas es fundamental en la transmisión de la infección al feto.

Toxoplasmosis is a parasitic zoonosis having worldwide distribution; it infects many human and animal populations and is produced by the parasite Toxoplasma gondii, this being of great importance in contagion of pregnant women since this zoonosis causes illness in the fetus through transplacental infection. A constant mother-foetus infection rate has traditionally been used. Nevertheless, there is evidence of a strong relationship between a mother's gestation week and the moment when a foetus becomes infected. This work describes congenital toxoplasmosis transmission dynamics by using an age-structured model taking a mother's gestational week into account. The model was adapted to a space-time model describing T. gondii dispersion through cats; this provided the amount of parasites in the environment depending on which a pregnant woman would become infected. Simulations were done, varying the amount of parasites and the pregnant mother-inoculum distance. Some parameters related to possible control measures were also varied. Important changes were found when comparing infected pregnant female population patterns, when a constant mother-fetus infection rate was used and when a dependent pregnancy week rate was used. This led to concluding that the gestation week in which the mothers became infected is fundamental in infection being transmitted to their fetuses.

Toxoplasmosis is a parasitic zoonosis having worldwide distribution; it infects many human and animal populations and is produced by the parasite Toxoplasma gondii, this being of great importance in contagion of pregnant women since this zoonosis causes illness in the fetus through transplacental infection. A constant mother-foetus infection rate has traditionally been used. Nevertheless, there is evidence of a strong relationship between a mother's gestation week and the moment when a foetus becomes infected. This work describes congenital toxoplasmosis transmission dynamics by using an age-structured model taking a mother's gestational week into account. The model was adapted to a space-time model describing T. gondii dispersion through cats; this provided the amount of parasites in the environment depending on which a pregnant woman would become infected. Simulations were done, varying the amount of parasites and the pregnant mother-inoculum distance. Some parameters related to possible control measures were also varied. Important changes were found when comparing infected pregnant female population patterns, when a constant mother-fetus infection rate was used and when a dependent pregnancy week rate was used. This led to concluding that the gestation week in which the mothers became infected is fundamental in infection being transmitted to their fetuses.

La toxoplasmosis es una zoonosis parasitaria de amplia distribución mundial, que infecta una gran proporción de poblaciones humanas y animales, producida por el parásito Toxoplasma gondii, siendo de gran importancia el contagio de mujeres gestantes, puesto que ésta zoonosis causa enfermedades en los fetos a través de infección transplacentaria; tradicionalmente se ha utilizado una tasa de infección madre-feto constante; sin embargo, hay evidencias de una fuerte relación con la semana de gestación de la madre en el momento de contagiar al feto. Este trabajo describe la dinámica de transmisión de la toxoplasmosis congénita a través de un modelo estructurado en la edad que tiene en cuenta la semana de gestación de la madre; el modelo está acoplado con un modelo espacio-temporal que describe la dispersión de T. gondii a través de gatos, el cual proporciona la cantidad de parásitos en el ambiente, de la cual depende que una mujer gestante se infecte. Se hacen simulaciones variando la cantidad de parásitos y la distancia a la que se encuentra la gestante del lugar del inóculo; además, se varían algunos parámetros equivalentes a posibles medidas de control. Se encuentran cambios importantes al comparar el comportamiento de las poblaciones de gestantes infectadas, cuando se usa tasa de infección madrefeto constante y cuando se usa tasa dependiente de la semana de gestación, lo que permite concluir que la semana de gestación en la que se encuentra la población de gestantes infectadas es fundamental en la transmisión de la infección al feto.