Klimawandel und die Verbreitung von Krankheiten
Der Klimawandel beeinträchtigt Tierhabitate und erhöht das Risiko von zoonotischen Krankheiten.
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Inhaltsverzeichnis
- Der Zusammenhang zwischen Klimawandel und Krankheiten
- Vorhersage von Tierhabitaten und Krankheitsverbreitung
- Fokusbereich: Argentinien
- Datensammlung und Analyse
- Ergebnisse zur Nagerverbreitung
- Hotspots für Krankheitsübertragung
- Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit
- Die Bedeutung der kontinuierlichen Überwachung
- Ausblick
- Originalquelle
Der Klimawandel, der grösstenteils durch menschliche Aktivitäten verursacht wird, macht den Planeten wärmer. Bis 2022 lag die globale Durchschnittstemperatur etwa 1,15 °C höher als noch in den späten 1800er Jahren. In den kommenden Jahrzehnten wird erwartet, dass die Temperaturen weiter steigen, was zu mehr Hitzewellen, Dürren und starkem Regen führt. Diese Wetteränderungen werden nicht nur die Umwelt betreffen, sondern auch die Verbreitung von Krankheiten, die von Tieren auf Menschen überspringen, bekannt als zoonotische Krankheiten.
Der Zusammenhang zwischen Klimawandel und Krankheiten
Wenn sich das Klima verändert, können die Tiere und Insekten, die Krankheiten übertragen, sogenannte Wirte und Vektoren, in neue Gebiete ziehen oder sich zahlreicher vermehren. Diese Bewegung kann sie in engeren Kontakt mit Menschen bringen, was die Verbreitung von Krankheiten erleichtert. Zum Beispiel haben starke Regenfälle und Überschwemmungen in Teilen Südamerikas und der USA dazu geführt, dass es für bestimmte Nager mehr Futter gibt. Dadurch kam es zu Ausbrüchen des Hantavirus-Pulmonalen Syndroms, einer schweren Atemwegserkrankung. Wenn Tiere aufgrund von Dürren oder Waldbränden umherziehen, können sie auch Viren oder Bakterien in menschliche Gebiete bringen, was das Risiko erhöht, dass Krankheiten von einer Art zur anderen springen.
Ausserdem, wenn Menschen im Zuge des Klimawandels in Städte migrieren oder umziehen, können dicht besiedelte Gebiete zu Hotspots für das Auftreten von Infektionskrankheiten werden. Orte, an denen viele Menschen eng zusammenleben, haben eine höhere Wahrscheinlichkeit für Krankheitsausbrüche.
Vorhersage von Tierhabitaten und Krankheitsverbreitung
Um zu verstehen, wie der Klimawandel die Lebensräume bestimmter Tiere verschieben könnte, nutzen Wissenschaftler Modelle, die vorhersagen, wo diese Tiere basierend auf ihren aktuellen Standorten und Umweltfaktoren leben könnten. Diese Modellierung ist entscheidend, besonders wenn sie hilft vorherzusagen, wo Krankheiten in Zukunft verbreitet werden könnten. Für einige Arten sind detaillierte Informationen über ihre Biologie und die Umwelt nötig, um genaue Vorhersagen zu treffen.
In einer Studie schauten Wissenschaftler sich die Habitatpräferenzen eines Nagers namens Calomys musculinus an, der Hauptträger des Junin-Virus ist. Dieses Virus verursacht das Argentinische Hämorrhagische Fieber, eine ernsthafte Krankheit, die zu Blutungen und neurologischen Problemen führen kann. Die Forscher sammelten Informationen über verschiedene Umweltfaktoren, wie Temperatur und Niederschlag, um zu sehen, wie geeignet bestimmte Gebiete für diesen Nager unter aktuellen und zukünftigen Klimabedingungen sein könnten.
Fokusbereich: Argentinien
Die Studie konzentrierte sich auf Argentinien, ein Land mit fruchtbaren Böden und einer wachsenden Bevölkerung. Da die Bevölkerung bis 2100 voraussichtlich stark wachsen wird, wird es immer wichtiger, zu verstehen, wo krankheitsübertragende Nager gedeihen könnten. Argentinien kann in verschiedene ökologische Regionen unterteilt werden, jede mit einzigartigen Umweltbedingungen, die die Verbreitung von Arten beeinflussen.
Datensammlung und Analyse
Daten darüber, wo C. musculinus lebt, wurden aus einer globalen Datenbank gesammelt. Die Forscher nutzten diese Daten der letzten 30 Jahre, um Modelle zu erstellen, die helfen, die potenziellen Lebensräume des Nagers vorherzusagen und dabei verschiedene Umweltfaktoren zu berücksichtigen. Sie schauten sich Dinge wie Temperatur, Niederschlag und Landnutzung an, um zu sehen, wie diese Faktoren die Verbreitung des Nagers jetzt und in der Zukunft beeinflussen könnten.
Sie verwendeten verschiedene Methoden des maschinellen Lernens, um die Daten zu analysieren und Vorhersagen zu generieren. Indem sie Gebiete mit einer höheren Wahrscheinlichkeit für das Vorkommen des Nagers definierten, konnten sie Orte identifizieren, die ein grösseres Risiko für die Krankheitsübertragung aufwiesen.
Ergebnisse zur Nagerverbreitung
Die Ergebnisse zeigten, wie der Klimawandel den Lebensraum des Nagers verschieben könnte. In bestimmten Szenarien könnten mehr Gebiete in Argentinien für C. musculinus geeignet werden, insbesondere unter extremen Klimawandelsbedingungen. Im Gegensatz dazu könnten einige Regionen weniger geeignet werden, während sich die Umwelt verändert.
Praktisch bedeutet das, wenn sich diese Nager in neue Gebiete ausbreiten, könnten sie das Junin-Virus mitbringen und das Risiko von Ausbrüchen des Argentinischen Hämorrhagischen Fiebers erhöhen, besonders dort, wo die menschlichen Populationen dicht sind.
Hotspots für Krankheitsübertragung
Die Studie identifizierte auch Hotspots, wo das Risiko der Krankheitsübertragung hoch sein könnte. Diese Bereiche sind oft dort, wo der Lebensraum von C. musculinus mit hoher Bevölkerungsdichte der Menschen überlappt. Zunächst zeigten bestimmte Gebiete, wie die Pampas und andere fruchtbare Regionen, viel Potenzial, grosse Nagerpopulationen zu unterstützen. Doch mit zunehmender Urbanisierung und wachsender menschlicher Dichte könnten sich die Risikogebiete verschieben.
Interessanterweise fand die Studie heraus, dass verschiedene Klimaszenarien die Anzahl der Hotspots auf unterschiedliche Weise verändern würden. Unter einigen Bedingungen gab es mehr Hotspots für die potenzielle Krankheitsverbreitung, während es unter extremen Klimaszenarien weniger Hotspots gab.
Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit
Zu verstehen, wo sich C. musculinus in Zukunft verteilen wird und welche potenziellen Hotspots für Krankheiten existieren, ist wichtig für die öffentliche Gesundheit. Es ermöglicht den Gesundheitsbehörden, ihre Präventions- und Überwachungsmassnahmen in Bereichen mit dem höchsten Risiko zu konzentrieren. Aufklärungskampagnen über das Risiko von Krankheitsübertragungen und die Verbesserung der Gesundheitsversorgung werden entscheidend sein, um dieses Risiko zu managen.
Die Bedeutung der kontinuierlichen Überwachung
Diese Veränderungen über die Zeit zu überwachen, wird wichtig sein. Während sich die klimatischen Bedingungen weiterentwickeln, wird eine regelmässige Aktualisierung der Modelle und Vorhersagen helfen, dass öffentliche Gesundheitsbeamte effektiver auf potenzielle Ausbrüche reagieren können.
Bereiche, in denen Verschiebungen in den Nagerpopulationen vorhergesagt werden, sollten genau beobachtet werden. Personen, die in oder in der Nähe dieser Zonen leben, könnten über präventive Massnahmen informiert werden, einschliesslich Impfungen, wo angebracht.
Ausblick
Da der Klimawandel weiterhin voranschreitet, wird sich die Verbreitung von Tierarten – einschliesslich derjenigen, die Krankheiten übertragen – wahrscheinlich verändern. Das schafft die Notwendigkeit für kontinuierliche Forschung und Entwicklung von Vorhersagemodellen, die nicht nur klimatische Faktoren, sondern auch menschliche Aktivitäten und Veränderungen in der Landnutzung berücksichtigen. Es ist auch wichtig, zu betrachten, wie diese Tiere mit ihrer Umgebung interagieren und welche potenziellen Risiken sie für die menschliche Gesundheit darstellen.
Die anhaltende Beziehung zwischen Klimawandel, Wildtieren und öffentlicher Gesundheit betont die Notwendigkeit umfassender Strategien, um Risiken zu mindern und Gemeinschaften vor zoonotischen Krankheiten zu schützen. Das Verständnis dieser Dynamiken kann zu effektiveren Präventionsmethoden und Gesundheitsinterventionen führen, die entscheidend sind, während wir einer Zukunft entgegensehen, die von sich verändernden Klimas geprägt ist.
Titel: Shifting human-rodent interfaces under climate change: modeling the distribution of the reservoir for Junin virus and associated drivers
Zusammenfassung: BackgroundThe drylands vesper mouse (Calomys musculinus) is the principal host for Junin mammarenavirus (JUNV), which causes Argentine Hemorrhagic Fever (AHF) in humans. In our study, we aimed to assess the probable range of C. musculinus and to identify hotspots for potential disease transmission to humans under current and future climate change scenarios. Methodology/Principal FindingsWe used tree-based machine learning (ML) classification algorithms to generate and project C. musculinus habitat suitability under two climate change scenarios for the years 2050 and 2070 using bioclimatic and landscape related predictors. Evaluation of the models showed high accuracy, with AUCROC ranging from 86.81-89.84%. The analysis of the importance and influence of different variables indicated that the rodent prefers warm temperatures, moderate annual precipitation, low precipitation variability, and low pasture coverage. While a severe climate change scenario (Representative Concentration Pathway 8.5) suggests a reduction in suitable areas for JUNV reservoir and a decrease in hotspots for potential disease transmission, an intermediate scenario (Representative Concentration Pathway 4.5) displays expansion in areas for C. musculinus distribution alongside increased potential hotspot zones. Conclusions/SignificanceWhile acknowledging the complexity of ecological systems and the limitations of the species distribution models, our findings offer a framework for developing preventive measures and conducting ecological studies in regions prone to C. musculinus expansion and hotspots for potential disease transmission driven by climate change. Preventive interventions will need to be adapted to target C. musculinus changing spatial dynamics. Author SummaryClimate change might modify where animals live, including those that carry diseases than can spread to humans. This study focused on how climate change might affect the drylands vesper mouse (Calomys musculinus). This rodent carries the Junin virus, which causes Argentine Hemorrhagic Fever, a dangerous disease if left untreated. We used species distribution models to predict how this rodents range might change by 2050 and 2070 under an intermediate and severe climate change scenario. We found that a temperature rise of 1.1{degrees}C to 2.6{degrees}C (intermediate change scenario) could allow the rodent to move into new areas, potentially increasing disease transmission to humans. These new areas might have warm temperatures, moderate rainfall, and low grass cover, as we found that C. musculinus prefers those climate and landscape conditions. Knowing the rodents potential distribution and preferred habitat enables preparedness and monitoring for early warning systems. By establishing monitor systems and online platforms featuring species distribution models and predictions, we can facilitate communication and resource sharing among researchers, policymakers, healthcare professionals and the public. These tools will help protect public health as climate change continues to bring new challenges.
Autoren: Nuri Flores-Perez, P. Kulkarni, M. Uhart, P. Pandit
Letzte Aktualisierung: 2024-06-27 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600371
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600371.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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