https://frosthead.com

Hogyan használják a tudósok az éghajlati modelleket a szúnyogok által terjesztett betegségek kitörésének előrejelzésére

Kevés természeti jelenség jelent nagyobb veszélyt az emberre, mint a talajban lerakott tojások csoportjából kitörő szúnyogok raj. Ezek a vérszomjas fenyegetések számos olyan betegséget hordozhatnak, mint például Zika, Nyugat-Nílus és malária, így a szúnyogok a világ leghalálosabb állataivá válnak.

A szúnyogok által terjesztett betegségek milliárd embert fenyegetnek, és bár a betegségek biológiai és földrajzi szempontból különböznek, a klímaváltozás súlyosbítja a legtöbb, ha nem mindegyiket. A tudósok azt jósolják, hogy a felmelegedő világ több szúnyog és további betegség elterjedését fogja ösztönözni, ez további milliárd embert fenyegetve a következő 60 évben. A hosszú távú előrejelzésekre azonban nehéz reagálni, és a közegészségügyi szakértők úgy vélik, hogy a rövid távú előrejelzések jobban elindíthatják az emberek életét megmentő programokat.

Az elmúlt 20 évben az időjárási viszonyokat vizsgáló tudósok összegyűjtötték, hogy a valós idejű adatok miként segíthetnek előre jelezni a szúnyogok által terjesztett betegségek kitöréseit hetekkel vagy akár hónapokkal a rovaroknak a talajból történő megjelenése előtt is. Ezek az eszközök mechanizmust biztosíthatnak a több millió haláleset megakadályozására, a monszunok és más esőciklusok követésére a szúnyogkikelési események előrejelzésére.

"Úgy gondolom, hogy a kérdések valamiféle vitathatatlanok" - mondja Juli Trtanj, a Nemzeti Óceáni és Légköri Hatóság (NOAA) éghajlati és egészségügyi vezetője. A melegebb hőmérsékletek, a gyakoribb aszályok, a pusztító tűzvész és az erős hurrikánok jelentős következményekkel járnak a közegészségügyre - és az időjárási viszonyokhoz kötött millió millió szúnyog szezonális születése valószínűleg mindegyikük legnagyobb közegészségügyi kockázata. „A helyzet az, hogy megfigyelhetjük. Megjósolhatjuk. És tennünk kell valamit ezzel kapcsolatban. ”

A járványok egy pillanat alatt előfordulhatnak. Az Aedes aegypti szúnyogok által termelt Zika-vírus csak 2015-ben több mint egymillió embert fertőzött meg. A gyengülő chikungunya vírus éves kitörése gyakran milliókat is érint. Kelet-Afrikában az Aedes szúnyog különféle fajai ( Aedes mcintoshi és Aedes ochraceus ) a Rift Valley Fever (RFV) szezonális kitöréseivel fenyegetik az embereket és az állatállományt.

Az esős évszak vége felé ezek a szúnyogok tojásaikat sekély legelőkbe vagy dambókba rakják. Ha hónapok óta heves esőzések elöntik a területet a következő évben, ezek a tojások tételekben kelnek el, megtartva a potenciális betegséghordozók millióinak állandó áramlását.

Szúnyog született Közönséges szúnyog ( Culex pipiens ) lárvák. (DeAgostini / Getty Images)

Assaf Anyamba, a NASA földtudományi osztályának kutatója számára az esőzések által kiváltott kitöréseknek elsődleges bűnösük van: az El Niño éghajlati mintája. 1997-ben Anyamba elkezdett tanulmányozni, hogy az El Niño meleg ciklusa (és a La Niña hűvös ciklusa) hogyan kapcsolódhat a szúnyogok által terjesztett betegségek felfutásához.

Ő és csapata - együttműködésben a NASA-val, a NOAA-val, a Védelmi Minisztériummal és a Mezőgazdasági Minisztériummal - adathegyeket gyűjtött össze. Követte a felszíni hőmérsékletet a szárazföldön és a tengeren, követte a várható éghajlati mintákat és az időjárási megfigyeléseket, és műholdas képeket használt az esőzések kiszámításához (az élénk zöld növényzet egyértelmű jele a jól itatott földnek). Ezeket a mutatókat egyetlen eszközbe állították össze, amely meg tudja határozni a Rift-völgyi láz kitörésének veszélyeztetett régióit. 2006-ban az RVF Monitor megtette az első előrejelzését.

"Még soha nem próbáltak ilyen ilyesmit, csak arra, hogy egy végtagra menjenek és előrejelzést tegyenek" - mondja Anyamba. A szerszám által észlelt erős El Niño körülmények alapján az Egyesült Államok 2006 szeptemberében figyelmeztetést intézett Kelet-afrikai országoknak az RVF magas kockázatáról. ”

Mint kiderül, valami készen álltak. Ugyanazon év novemberéig a térség tudósai megerősítették a vírust. A csapat eszköze a betegség megjelenését megelőző hónapokkal sikeresen megjósolta. Anyamba a siker egy részét a szilárd tudománynak, a másik részét az erős nemzetközi kapcsolatoknak tulajdonítja. A regionális kormányok és a nemzetközi közösség életmentő forrásokat mozgósítottak két hónappal azelőtt, hogy egyébként reagálnának a közelgő járványra.

Esőtérkép Térkép a rendkívül magas (kék) vagy alacsony (piros) csapadékot mutató régiókkal. A magas esőzések az RVF magas kockázatával járnak. Az aszály a dengue, a Zika és a chikungunya kockázatával jár. (Assaf Anyamba és munkatársai / Nature Scientific Reports 9.1930 (2019))

A kutatócsoport tovább finomította szúnyog-előrejelző eszközét, miközben a közegészségügyi világban a nemzetközi kapcsolatok tovább fejlődtek. Anyamba szerint a 2006. évi előrejelzés sikeres „koncepció bizonyítéka” volt, ám látásaikat globális szinten meghatározták.

2014-ben és 2015-ben a csoport felfedezte, hogy mi lesz az 1950 óta a három legerősebb El Niño rendszer közül. Figyelmeztetéseket bocsátottak ki világszerte, olyan riasztást adva, mint a malária Bangladesben, az RVF Kelet-Afrikában, valamint a dengue és Zika Brazíliában ( ahol az El Niño által okozott magas hőmérsékletek és az aszályok a nyugati féltekén kitöréseket okozhatnak).

Az RVF számára hét ügynökség gyűlt össze, hogy az új modell alapján először adjon ki „feltörekvő egészségügyi kockázatokról szóló értesítést”. "Ha helyesen cselekszünk, senki sem fog hallani a Rift Valley-láz kitöréséről 2016-ban, mert ilyen nem lesz" - mondta Trtanj akkoriban.

A dambók elárasztottak. Megjelent a szúnyogok. De Kelet-Afrikában megkíméltek embereket és állatokat. Anyamba szerint a kormányok proaktívan foglalkoztak az állatok vakcinázásával és a tájékoztatással. "Komolyan vették az üzenetet" - mondja. "Ez megmondja, hogy mi történhet, amikor a bürokráciák időben átveszik az információkat."

Nyugaton 105 RVF-esetet fedeztek fel Nigerben, ami 28 haláleset eredményezett. A betegségmegelőzés különbségei valószínűleg a megkülönböztetett kormányzati erőforrások és válaszok következményei.

Juh Juh egy farmon Ruiru közelében, Nairobi, Kenya. 2007-ben az éghajlati modell hozzájárult az RVF kitörésének előrejelzéséhez, ám az emberek és az állatállomány továbbra is érintettek. 2016-ban a modell teljes mértékben megelőzte a kitörést. (Ken Linthicum és Assaf Anyamba)

Trtanj hangsúlyozza a nemzetközi partnerségek fontosságát. "A bizalom építéséről szól" - mondja. A tudományban való magabiztosság egy dolog, de évekbe telik, hogy létrehozzuk az alapvető intézményi kapcsolatokat, amelyek ahhoz szükségesek, hogy a tudomány működésbe lépjen. A közoktatási kampányok is létfontosságúak lehetnek. Kenyában a WHO finanszírozott rádióműsorokat, amelyek figyelmeztetik a helyi lakosságot és az óvatosságot a beteg állatok húsával szemben. Mégis úgy vélik, hogy a betegségek folyamatos megfigyelése és jelentése javítható.

Az Egészségügyi Világszervezet szerint a világ 7, 5 milliárd emberének több mint fele veszélyben van a szúnyogok által terjesztett betegségekben. Ezen betegségek közül sok ugyanazon szúnyog nemzetségét érinti. Mind az Anyamba, mind a Trtanj az éghajlat segítségével képzelte el ezt a hatalmas globális terhet.

"A gondolat nem az, hogy teljes mértékben képes leszel megsemmisíteni a betegséget" - mondja Anyamba. "De alapvetően képes kezelni és minimalizálni."

Az elmúlt három évben az Anyamba csapata a figyelmet az Aedes aegypti szúnyogok betegségeinek előrejelzésére fordította elő, amelyek a Zikát, a dengue-t és a chikungunyát terjesztik. Mesterséges intelligenciát használnak a műholdas képekből, az éghajlati és időjárási megfigyelésekből, a népsűrűségből és a valós idejű kitörési jelentésekből származó adatok begyűjtésére - mindezt a chikungunya kitörésének kockázatának kitett régiók meghatározására. A CHIKRisk nevű alkalmazást fejlesztik ki a DoD Védelmi fenyegetések csökkentésével foglalkozó ügynökséggel közösen az év későbbi nyilvános kiadására.

"A világban rendelkezésre álló adatok, megfigyelési és modellezési képesség miatt nincs oka annak, hogy továbbra is meglepőnek tekintjük a betegség kitörését" - mondja Trtanj. „Tudnunk kellene jobban. Jobban tudunk. Még mindig nem szabad megragadnunk a lábát. ”

Hogyan használják a tudósok az éghajlati modelleket a szúnyogok által terjesztett betegségek kitörésének előrejelzésére