- I ricercatori hanno studiato gli effetti di diversi regimi di temperatura su un modello di trasmissione della malattia da parte dei crostacei.
- Hanno scoperto che diversi regimi di temperatura influenzano la trasmissione della malattia in modi complessi.
- Hanno concluso che ulteriori ricerche su come i regimi di temperatura influenzano la dinamica ospite-patogeno sono fondamentali per prevedere gli effetti dei cambiamenti climatici sulla salute umana e ambientale.
I ricercatori prevedono che il cambiamento climatico aumenterà la temperatura media della Terra, causerà fluttuazioni di temperatura e aumenterà la frequenza e l’intensità degli eventi meteorologici estremi. In che modo questi cambiamenti influenzeranno le malattie infettive e l’impatto
La ricerca mostra che la variazione della temperatura può modificare la dinamica ospite-patogeno. Uno studio ha scoperto che le fluttuazioni giornaliere della temperatura aumentano la trasmissione della malaria e
Ulteriori ricerche mostrano che il modo in cui gli eventi di calore estremo influenzano la dinamica ospite-patogeno può anche dipendere dall’entità, dalla durata e dall’intensità dell’ondata di caldo.
Ad esempio, uno
Sapere come la dinamica ospite-patogeno risponde alle variazioni di temperatura potrebbe aiutare ricercatori e responsabili politici a prepararsi agli effetti del cambiamento climatico.
In uno studio recente, i ricercatori guidati dal dottor Pepijn Luijckx, assistente professore di biologia dei parassiti al Trinity College di Dublino, in Irlanda, hanno studiato gli effetti delle diverse temperature sulla dinamica ospite-patogeno.
Hanno scoperto che la variazione di temperatura altera le interazioni patogeno-ospite in modi complessi che possono influenzare la dinamica della malattia in modo imprevisto.
“Qui mostriamo quella variazione di temperatura con ciascuno dei tratti che abbiamo misurato […] risponde in un modo unico a diversi tipi di variazione della temperatura”, ha detto il dottor Luijckx Notizie mediche oggi. “Dato che i nostri modelli matematici per la diffusione delle malattie si basano su numerose variabili e i nostri risultati mostrano che ognuna di queste può rispondere in un modo unico sia ai cambiamenti della temperatura media che alla varianza, prevedere come il riscaldamento globale possa alterare le malattie può essere incredibilmente complesso”.
Lo studio compare in eVita.
Dafnia magna
Per lo studio, i ricercatori hanno esaminato gli effetti delle diverse temperature sui piccoli crostacei chiamati
I ricercatori usano spesso Dafnia nella ricerca sui sistemi di modelli ecologici, e Ordospora la trasmissione è rappresentativa della trasmissione ambientale classica, simile alle infezioni virali come SARS-CoV-2.
Hanno quindi sottoposto i crostacei insieme ai loro parassiti e un’infezione placebo come controllo a tre regimi di temperatura per 27 giorni:
- regimi di temperatura costante compresi tra 50°F (10°C) a 82.4°F (28°C)
- sbalzi di temperatura giornalieri ±3°C
- regime di temperatura costante con un’ondata di caldo di 3 giorni in aumento della temperatura di 6°C
Il team ha selezionato i regimi di temperatura per simulare gli eventi di temperatura che si verificano negli ambienti naturali dei soggetti dello studio, come pozze rocciose e piccoli stagni.
Complessivamente, i ricercatori hanno osservato gli effetti della temperatura in 492 individui. Durante l’esperimento, hanno valutato la longevità dell’ospite, la fecondità, la capacità di produrre prole, lo stato di infezione e il numero di Ordospora spore nell’intestino dell’ospite.
I ricercatori hanno scoperto che, indipendentemente dal regime di temperatura, Ordospora ha raggiunto prestazioni ottimali a circa 66,2°F (19°C).
Mentre c’è stata una riduzione dell’infettività e del carico di spore tra Ordospora-esposto Dafnia a temperature fluttuanti, l’infettività dei parassiti a seguito di un’ondata di caldo era quasi la stessa di quelli mantenuti a temperatura costante.
I ricercatori hanno notato che gli effetti della variazione di temperatura differiscono a seconda della temperatura media di fondo e di quanto questa sia vicina alla temperatura ottimale.
Ad esempio, il carico di spore a 60,8 ° F (16 ° C) differiva di quasi un ordine di grandezza tra i regimi di temperatura fluttuanti – a 86 ammassi di spore – e le ondate di calore: 737 ammassi di spore.
“Il fatto che un’ondata di caldo di 6°C sopra la temperatura ambiente possa portare a un livello di malattia quasi 10 volte superiore a 16°C rispetto alle temperature fluttuanti è stato notevole”, ha affermato il dott. Lujickx. “Inoltre, questa stessa ondata di caldo, se applicata a temperature medie diverse, non ha portato a differenze con le fluttuazioni delle temperature o addirittura a un risultato opposto era inaspettato”.
La forma fisica dell’ospite è stata generalmente ridotta dall’esposizione a Ordospora spore o esperienza di un regime di temperatura variabile. I ricercatori lo hanno scoperto Ordospora-esposto Dafnia ha registrato una riduzione del successo riproduttivo dell’8% a temperature costanti e del 24% nella fluttuazione giornaliera rispetto ai controlli senza Ordospora.
Questo, dicono, significa che in alcune circostanze i parassiti potrebbero essere in grado di acclimatarsi a nuove temperature più velocemente dei loro ospiti.
Ipotesi della variabilità della temperatura
Per spiegare i loro risultati, i ricercatori hanno notato che, secondo l’ipotesi della variabilità della temperatura, poiché i parassiti sono più piccoli dei loro ospiti, a loro volta hanno un tasso metabolico più veloce. In ambienti imprevedibili, come un’ondata di caldo, i parassiti avrebbero quindi un vantaggio sui loro ospiti.
Hanno notato che la resistenza dell’ospite potrebbe anche diminuire a causa di un compromesso tra la domanda di energia per l’acclimatazione e l’immunità dai patogeni fiorenti.
Il Dr. Luijckx ha affermato che, sebbene questa sia la spiegazione più promettente, alcuni aspetti delle loro scoperte rimangono poco chiari: “Sebbene questa teoria possa spiegare l’aumento osservato del numero di spore dell’agente patogeno a 16°C, non può, tuttavia, spiegare perché noi vedere che il risultato dipende dalla temperatura media. Altre teorie, tuttavia, hanno suggerito che quando la malattia ha una tolleranza alla temperatura inferiore rispetto al suo ospite, ciò può portare a una riduzione delle prestazioni della malattia a temperature che superano la sua tolleranza”.
I ricercatori hanno concluso che migliorare la loro comprensione della variazione di temperatura sulla dinamica ospite-parassita è fondamentale per prevedere la dinamica della malattia al variare del clima.
Limiti dello studio
Il team ha notato diversi limiti ai loro risultati. Il dottor Luijckx ha spiegato che poiché hanno condotto i loro esperimenti solo su una specie di pulce d’acqua e una singola malattia, non sono sicuri se i loro risultati possano applicarsi ad altri organismi e portare a livelli più elevati di malattie nel bestiame, nell’agricoltura o nei vettori di malattie.
Ha aggiunto: “Inoltre, il nostro studio è stato condotto a livello individuale. Per comprendere appieno le epidemie e le dinamiche delle malattie, dovremmo testare in che modo le variazioni di temperatura e le condizioni meteorologiche estreme influiscono sulle malattie a livello di popolazione. Abbiamo in programma di fare presto esperimenti del genere”.
“Dobbiamo stare attenti nell’estrapolare questi risultati agli omeotermici come persone, balene e specie carismatiche in via di estinzione più grandi”, Dr. Joseph K. Gaydos, VMD, Ph.D., scienziato capo presso l’Università della California, Davis School of Veterinary Medicina, detto MNT. Il dottor Gaydos non è stato coinvolto nello studio.
“Tuttavia, detto questo, ciò che accade a creature molto piccole, anche microscopiche, ha un enorme effetto su specie molto più grandi. Immagina cosa potrebbero fare i cambiamenti parassiti nel krill – un piccolo plancton poichilotermico oceanico – alle popolazioni di krill e come ciò potrebbe influenzare le balene che mangiano il krill”, ha continuato.
Implicazioni
Alla domanda su come questi risultati possano influenzare la politica e la ricerca sulla salute pubblica, il dott. Luijckx ha affermato:
“I nostri risultati, se si applicano ad altre malattie, suggeriscono che il cambiamento climatico in corso potrebbe alterare dove e quando si verificano focolai di malattie”.
“Tuttavia, per prevedere con precisione la diffusione della malattia con il riscaldamento globale in corso e informare la politica sanitaria, dovremo prima esplorare la generalità dei nostri risultati, identificare il meccanismo responsabile delle nostre osservazioni e verificare se i nostri risultati sono ancora validi quando facciamo esperimenti simili con intere popolazioni”.
Il Dr. Gaydos ha aggiunto: “Pensiamo molto a come influenzeranno i cambiamenti climatici [the] distribuzione di parassiti umani, animali domestici e della fauna selvatica come zanzare o zecche, ma spesso dimentichiamo che anche piccoli organismi come il plancton d’acqua dolce (Dafnia) hanno parassiti e che cambiamenti legati al clima nell’interazione ospite-parassita [are] avrà importanti implicazioni sulla catena alimentare”.
“Ciò significa che noi, come scienziati, dobbiamo pensare in modo un po’ più ampio di quanto pensiamo attualmente. La salute umana è legata alla salute degli animali e alla salute ambientale e le complessità sono enormi”.
“Per me, la cosa più importante da portare a casa è questa: Kunze, Luijckx e il team ci hanno ricordato che, nonostante tutti i nostri sforzi per prevedere come il nostro cambiamento climatico influenzerà le malattie, il parassitismo, gli esseri umani, gli animali domestici e le popolazioni selvatiche, è ancora un sparare cazzate su cosa accadrà là fuori”.
“Non solo dobbiamo prestare maggiore attenzione, dobbiamo portare avanti il nostro gioco A per pianificare meglio la resilienza climatica. Sì, il mondo cambierà in alcuni dei modi in cui ci aspettiamo, ma ci saranno molte palle curve che arriveranno sulla nostra strada”.
– Dott. Gaydos
“Questo documento ci ricorda che non sarà solo lineare: temperature più elevate costanti non produrranno le stesse cose, poiché anche fluttuazioni e ondate di calore più estreme possono avere effetti diversi. L’unico modo in cui possiamo prepararci all’incertezza è fare un lavoro migliore prendendoci cura delle limitate risorse naturali che abbiamo attualmente e assicurandoci di avere quanta più resilienza possibile nei sistemi naturali, così il sistema sarà in grado di compensare. L’iniziativa globale 30×30 è un’opportunità promettente”, ha concluso.
