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Tipo do documento: Dissertação
Título: Modelo computacional de revisão do número de gerações do carrapato bovino Rhipicephalus (Boophilus) microplus no Brasil
Título(s) alternativo(s): Computational model for reviewing the number of generations of the cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus in Brazil
Autor: SILVA JUNIOR, Marcelo Henrique Sousa 
Primeiro orientador: COSTA JUNIOR, Livio Martins
Primeiro coorientador: GAFF, Holly Denise
Primeiro membro da banca: COSTA JUNIOR, Livio Martins
Segundo membro da banca: LUZ, Hermes Ribeiro
Terceiro membro da banca: TAVARES, Caio Pavão
Quarto membro da banca: SOUSA, Dauana Mesquita
Resumo: Rhipicephalus (Boophilus) microplus, é um ectoparasito de grande importância para a saúde animal. Fatores abióticos, como temperatura interfere em diversas fases de vida desse parasito. Isso pode refletir na quantidade de gerações anuais deste carrapato nas diferentes regiões do Brasil. Sua alta prevalência, além da transmissão de patógenos, como Babesia bovis, Babesia bigemina e Anaplasma marginale, compromete a produção da carne, leite e couro. Com isso, o Brasil perde ~ 3,2 bilhões de dólares/ano, comprometendo a economia local. Diante dessa problemática, a predição da biologia populacional do carrapato em sua fase não parasitária por modelagem computacional é uma alternativa promissora para auxiliar no controle parasitário. O objetivo deste estudo foi desenvolver um modelo de previsão do número de gerações anuais de R. (B.) microplus no Brasil. Por meio da busca de dados sobre a biologia da fase não parasitária do carrapato, foi realizado uma revisão bibliográfica nas bases PubMed, Scielo e Google Scholar. Posteriormente, equações de previsão por modelos de regressões não lineares polinomiais de grau 3 foram realizadas, tendo como dados de temperatura a variável preditora e os parâmetros biológicos período de pré-postura e incubação de ovos as variáveis respostas, considerando R2 ≥ 0,70 e p < 0,05, significativos. A capacidade de previsão do modelo foi avaliada a partir da comparação com dados da biologia de diferentes estudos presente na literatura. Posteriormente, o Brasil foi dividido em 136 quadrantes de iguais tamanhos (resolução 2,5o x 2,5°) pelo método exponencial geoestatístico e os dados climáticos (2020 – 2024) de uma estação meteorológica de cada quadrante acessado através do banco de dados AGRITEMPO, serviram de entrada para o modelo de previsão do número de gerações anuais do carrapato. A robustez estatística foi avaliada através da raiz do erro quadrático médio (RMSE), Erro Absoluto Médio (MAE) e coeficiente de determinação (R2). Como resultado, as equações matemáticas de previsão para o período de pré-postura (R2 > 0,70) e incubação (R2 > 0,80) apresentaram correlação negativa (r < 0) em função das variáveis climáticas e obtivam, RMSE= 2,67 e 11,80, respectivamente. Estatisticamente, as previsões do modelo diferem dos valores reais em cerca de 1,93 dias (MAE) para período de pré-postura e 9,21 dias (MAE) para incubação de ovos. A partir da previsão do período de pré-postura e incubação, associado ao período de maturação larval e fase parasitária (22 dias), a estimativa do número de gerações anuais das regiões do Brasil foi entre as mínimas de 2,92 (região Sul) e máximas de 6,18 gerações (região Norte), evidenciando o maior número de gerações em regiões equatoriais, de maior temperatura. O bioma Amazônia obteve o maior número de gerações dentre os biomas, com média de 5,46 ± 0,29 gerações anuais. As previsões do modelo diferem dos valores reais em cerca de 0,378 gerações (MAE), com R2 = 0,71. Esses resultados de previsão auxiliam no desenvolvimento de novos critérios para o controle estratégico de carrapato, como alteração do sistema de manejo, visto que o conhecimento da dinâmica populacional do parasito no pasto são fatores limitantes para identificação de picos de carrapatos e consequentemente, um controle parasitário eficiente.
Abstract: Rhipicephalus (Boophilus) microplus is an ectoparasite of great importance for animal health. Abiotic factors, such as temperature, interfere in several life stages of this parasite. This may reflect on the number of annual generations of this tick in different regions of Brazil. Its high prevalence, in addition to the transmission of pathogens such as Babesia bovis, Babesia bigemina and Anaplasma marginale, compromises the production of meat, milk and leather. As a result, Brazil loses ~ 3.2 billion dollars/year, compromising the local economy. Given this problem, predicting the population biology of the tick in its non-parasitic phase by computational modeling is a promising alternative to aid in parasite control. The objective of this study was to develop a model to predict the number of annual generations of R. (B.) microplus in Brazil. By searching for data on the biology of the non-parasitic phase of the tick, a bibliographic review was carried out in the PubMed, Scielo and Google Scholar databases. Subsequently, prediction equations by third-degree polynomial nonlinear regression models were performed, with temperature data as the predictor variable and the biological parameters pre-laying period and egg incubation as the response variables, considering R2 ≥ 0.70 and p < 0.05, significant. The model's prediction capacity was evaluated by comparing it with biology data from different studies in the literature. Subsequently,Brazil was divided into 136 quadrants of equal size (resolution 2.5o x 2.5°) by the geostatisticalexponential method and the climate data (2020–2024) from a meteorological station in eachquadrant accessed through the AGRITEMPO database served as input for the model to predict the number of annual generations of the tick. Statistical robustness was assessed using the root mean square error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE) and coefficient of determination (R2). As a result, the mathematical prediction equations for the pre-laying period (R2 > 0.70) and incubation (R2 > 0.80) showed a negative correlation (r < 0) as a function of the climate variables and obtained RMSE = 2.67 and 11.80, respectively. Statistically, the model predictions differ from the real values by approximately 1.93 days (MAE) for the pre-laying period and 9.21 days (MAE) for egg incubation. Based on the prediction of the pre-laying and incubation period, associated with the larval maturation period and parasitic phase (22 days), the estimate of the number of annual generations for the regions of Brazil ranged from a minimum of 2.92 (South region) to a maximum of 6.18 generations (North region), showing the highest number of generations in equatorial regions, with higher temperatures. The Amazon biome had the highest number of generations among the biomes, with an average of 5.46 ± 0.29 annual generations. The model predictions differ from the actual values by approximately 0.378 generations (MAE), with R2 = 0.71. These prediction results help in the development of new criteria for strategic tick control, such as changes in the management system, since knowledge of the parasite population dynamics in pasture are limiting factors for identifying tick peaks and, consequently, efficient parasite control.
Palavras-chave: biomas;
fase não parasitária;
modelagem;
biomes;
non-parasitic phase;
modeling;
Área(s) do CNPq: Doenças Parasitárias de Animais
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE PATOLOGIA/CCBS
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE/CCBS
Citação: SILVA JUNIOR, Marcelo Henrique Sousa. Modelo computacional de revisão do número de gerações do carrapato bovino Rhipicephalus (Boophilus) microplus no Brasil. 2024.57 f. Dissertação(Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão,São Luís, 2024 .
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/5846
Data de defesa: 26-Nov-2024
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS DA SAÚDE

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