https://frosthead.com

Modul în care oamenii de știință folosesc modelele climatice pentru a prezice focarele bolii transmise de țânțari

Puține fenomene naturale reprezintă o amenințare mai mare pentru oameni decât un roiș de țânțari care erupe dintr-o mulțime de ouă depuse de sol. Aceste menace însetate de sânge pot transporta o serie de boli, cum ar fi Zika, Nilul de Vest și malaria, făcând țânțarii să fie cele mai mortale animale din lume.

Bolile transmise de țânțari amenințează miliarde de oameni și, în timp ce bolile variază în funcție de biologie și geografie, majoritatea, dacă nu toate, sunt agravate de schimbările climatice. Oamenii de știință prezic că o lume de încălzire va invita răspândirea mai multor țânțari și mai multe boli, amenințând un miliard de oameni în următorii 60 de ani. Dar previziunile pe termen lung sunt greu de acționat, iar experții în sănătatea publică consideră că previziunile pe termen scurt ar putea îmbunătăți programele de început pentru a salva viața oamenilor astăzi.

În ultimii 20 de ani, oamenii de știință care studiază modelele meteorologice au detaliat modul în care datele în timp real pot ajuta la prezicerea unor focare de boală provocată de țânțari săptămâni sau chiar luni înainte ca insectele să apară din pământ. Aceste instrumente pot oferi un mecanism pentru a preveni milioane de morți, urmărirea musonilor și a altor cicluri de ploaie pentru a prognoza evenimente de eclozionare a țânțarilor.

„Cred că problemele sunt cam de necontestat”, spune Juli Trtanj, liderul climei și sănătății în cadrul Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice (NOAA). Temperaturile mai calde, secetele mai frecvente, focurile sălbatice devastatoare și uraganele puternice au implicații semnificative pentru sănătatea publică - iar nașterea sezonieră a milioane de țânțari, legată de modelele meteorologice, este poate cel mai mare risc pentru sănătatea publică. „Cert este că îl putem observa. Îl putem prezice. Și trebuie să facem ceva în acest sens. ”

Focare se pot întâmpla în clipirea unui ochi. Virusul Zika, purtat de țânțarii Aedes aegypti, a infectat peste un milion de oameni doar în 2015. Focarele anuale ale virusului chikungunya debilitante afectează adesea milioane. În Africa de Est, diferite specii de țânțar Aedes ( Aedes mcintoshi și Aedes ochraceus ) amenință oameni și animale cu focare sezoniere de febră Rift Valley (RFV).

Spre sfârșitul sezonului ploios, acești țânțari își depun ouăle în pajiști puțin adânci sau în Dambos. Când luni de ploi abundente inundă zona anul următor, acele ouă încep să ecloze în loturi, menținând un flux constant de milioane de purtători potențiali ai bolilor.

Țânțar fiind născut Larve de țânțar obișnuit ( Culex pipiens ). (DeAgostini / Getty Images)

Pentru Assaf Anyamba, un om de știință din cadrul diviziei de științe terestre a NASA, focarele provocate de precipitații au un singur vinovat: modelul climatic El Niño. În 1997, Anyamba a început să studieze modul în care ciclul cald al El Niño (și ciclul răcoros al La Niña) s-ar putea raporta la creșterile bolii purtate de țânțari.

El și echipa sa - o colaborare incluzând NASA, NOAA, Departamentul Apărării și Departamentul Agriculturii - au adunat munți de date. Au urmărit temperaturile de suprafață pe uscat și pe mare, au urmat modelele climatice și observațiile meteorologice preconizate și au folosit imagini din satelit pentru a calcula precipitațiile (vegetația verde vibrantă este un semn clar al terenurilor bine udate). Toate aceste valori au fost compilate într-un instrument unic care ar putea identifica regiunile cu risc de focare de febră Rift Valley. În 2006, RVF Monitor a făcut prima sa predicție.

„Nimic de genul acesta nu a mai fost încercat până acum, doar pentru a ieși pe un membru și a emite o predicție”, spune Anyamba. Pe baza detectării instrumentului de condiții puternice de El Niño, Statele Unite au emis un avertisment țărilor din Africa de Est cu risc ridicat pentru RVF în septembrie 2006. „A fost o declarație foarte curajoasă din partea noastră, dar ne-am gândit că suntem la ceva. “

După cum se dovedește, au fost pe ceva. Până în noiembrie a acelui an, oamenii de știință din regiune au confirmat virusul. Instrumentul echipei a prezis cu succes boala cu câteva luni înainte de apariție. Anyamba atribuie o parte din succes științei solide, iar cealaltă parte relațiilor internaționale puternice. Guvernele regionale și comunitatea internațională au mobilizat resurse de salvare a vieții cu două luni înainte să fi răspuns altfel la izbucnirea iminentă.

Harta ploii Harta care arată regiunile cu precipitații anormal de ridicate (albastre) sau scăzute (roșii). Precipitațiile mari sunt asociate cu risc ridicat pentru RVF. Seceta este asociată cu riscul de dengue, Zika și chikungunya. (Assaf Anyamba et al. / Nature Scientific Reports 9.1930 (2019))

Grupul de cercetare a continuat să-și perfecționeze instrumentul de predicție a țânțarilor, în timp ce relațiile internaționale din lumea sănătății publice s-au dezvoltat în continuare. Anyamba spune că predicția din 2006 a fost o „dovadă a conceptului” de succes, dar că au avut punctele de vedere stabilite la scară globală.

În 2014 și 2015, echipa a detectat ceea ce va deveni unul dintre cele trei cele mai puternice sisteme El Niño începând cu 1950. Au emis avertismente la nivel global, sunând alarma pentru boli precum malaria din Bangladesh, RVF în Africa de Est și dengue și Zika în Brazilia ( unde temperaturile ridicate și secetele cauzate de El Niño în emisfera occidentală pot provoca focare).

Pentru RVF, șapte agenții s-au reunit pentru a emite o primă „Notificare de risc emergent pentru sănătate”, bazată pe noul model. „Dacă facem acest lucru corect, nimeni nu va auzi despre un focar al febrei Rift Valley în 2016, pentru că nu va exista unul”, a spus Trtanj la acea vreme.

Dambosul s-a inundat. Au apărut țânțarii. Dar oamenii și animalele au fost cruțate în Africa de Est. Potrivit Anyamba, guvernele au fost proactive în ceea ce privește vaccinarea și informarea animalelor. „Au luat mesajul în serios”, spune el. „Acest lucru vă spune că, atunci când birocrațiile preiau informații în timp util, ce se poate întâmpla”.

Spre vest, au fost depistate 105 cazuri de RVF în Niger, soldând cu 28 de decese. Diferențele de prevenire a bolilor sunt probabil atribuite resurselor și răspunsurilor guvernamentale distincte.

Oaie Oile într-o fermă din Ruiru, lângă Nairobi, Kenya. În 2007, modelul climatic a ajutat la prezicerea focarului RVF, dar oamenii și animalele au fost încă afectate. În 2016, modelul a ajutat la prevenirea completă a focarului. (Ken Linthicum și Assaf Anyamba)

Trtanj subliniază importanța parteneriatelor internaționale. „Este vorba de construirea încrederii”, spune ea. A fi încrezător în știință este un lucru, dar necesită ani întregi pentru a dezvolta relațiile instituționale esențiale necesare transformării științei în acțiune. Campaniile de educație publică pot fi, de asemenea, vitale. În Kenya, OMS a finanțat emisiile radio pentru a alerta populațiile locale și pentru precauție împotriva cărnii de la animalele bolnave. Cu toate acestea, ei cred că supravegherea și raportarea constantă a bolilor pot fi îmbunătățite.

Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, mai mult de jumătate din cei 7, 5 miliarde de oameni din lume sunt expuși riscului de boli purtate de țânțari. Multe dintre aceste boli implică același gen de țânțar. Atât Anyamba, cât și Trtanj au în vedere utilizarea climatului pentru a atenua această povară globală enormă.

„Întreaga idee aici nu este de fapt că vei putea să elimini complet boala”, spune Anyamba. „Dar practic este capabil să gestionați și să minimalizați.”

În ultimii trei ani, echipa Anyamba s-a concentrat asupra prezicerii bolilor de la țânțarii Aedes aegypti care transmit Zika, dengue și chikungunya. Ei folosesc inteligența artificială pentru a absorbi datele din imaginile din satelit, observațiile climatice și meteo, densitatea populației și rapoartele de focar în timp real - toate pentru a identifica regiunile cu risc de focar de chikungunya. O aplicație numită CHIKRisk este dezvoltată în parteneriat cu Agenția de Reducere a Amenințărilor de Apărare DoD pentru eliberarea publică la sfârșitul acestui an.

„Nu există niciun motiv cu datele, observația și capacitatea de modelare pe care le avem în lume că suntem încă surprinși de focarul de boală”, spune Trtanj. „Ar trebui să știm mai bine. Putem face mai bine. Nu trebuie să fim încă prinși cu picioarele plate.

Modul în care oamenii de știință folosesc modelele climatice pentru a prezice focarele bolii transmise de țânțari