https://frosthead.com

Kuidas teadlased kasutavad sääskede kaudu levivate haiguste puhangute ennustamiseks kliimamudeleid

Vähesed loodusnähtused kujutavad endast inimestele suuremat ohtu kui mullas levinud munarakkudest purskav sääskede sülem. Need verejanulised ohud võivad kanda mitmeid haigusi, nagu Zika, Lääne-Niilus ja malaaria, muutes sääskedest maailma surmavaimad loomad.

Sääskede kaudu levivad haigused ohustavad miljardeid inimesi ja kuigi haigused erinevad bioloogias ja geograafias, süvendavad kliimamuutused enamikku, kui mitte kõiki. Teadlased ennustavad, et soojenev maailm kutsub esile veel rohkem sääski ja rohkem haigusi, mis ähvardab järgmise 60 aasta jooksul miljard inimest. Kuid pikaajaliste ennustuste osas on raske tegutseda ja rahvatervise eksperdid usuvad, et lühiajalised prognoosid võiksid inimeste elu päästmiseks programme paremini käivitada.

Viimase 20 aasta jooksul on ilmastikuolusid uurinud teadlased kokku pannud, kuidas reaalajas olevad andmed aitavad ennustada sääskede põhjustatud haiguste puhanguid nädalaid või isegi kuid enne putukate ilmumist maapinnast. Need tööriistad võivad pakkuda mehhanismi miljonite surmade ärahoidmiseks, mussoonide ja muude vihmatsüklite jälgimiseks, et ennustada sääskede koorumist.

"Ma arvan, et need teemad on omamoodi vaieldamatud, " ütleb Juli Trtanj, riikliku ookeani- ja atmosfäärivalitsuse (NOAA) kliima- ja tervisevaldkonna juht. Soojem temperatuur, sagedasemad põuad, laastavad looduslikud tulekahjud ja võimsad orkaanid avaldavad rahvatervisele olulist mõju - miljonite sääskedega seotud sääskede hooajaline sünd, mis on seotud ilmastikuoludega, on nende kõigi jaoks võib-olla suurim oht ​​rahvatervisele. „Fakt on see, et me saame seda jälgida. Me võime seda ennustada. Ja me peame sellega midagi ette võtma. ”

Puhanguid võib juhtuda ühe silmapilguga. Aedes aegypti sääskede poolt kantav Zika viirus nakatas ainuüksi 2015. aastal üle miljoni inimese. Kurnava chikungunya viiruse iga-aastased puhangud mõjutavad sageli ka miljoneid. Ida-Aafrikas ohustavad Aedes sääskede erinevad liigid ( Aedes mcintoshi ja Aedes ochraceus ) Rifti oru palaviku (RFV) hooajaliste puhangutega inimesi ja kariloomi.

Vihmaperioodi lõpus munevad need sääsed oma munad madalatesse rohumaadesse või dambosse. Kui järgmisel aastal ujutavad mitu kuud tugevat vihma, hakkavad munad kooruma partiidena, säilitades pidevalt miljonite potentsiaalsete haigustekitajate voo.

Sääsk on sündinud Hariliku maja sääse ( Culex pipiens ) vastsed. (DeAgostini / Getty Images)

NASA maateaduste osakonna teadlasele Assaf Anyambale on vihmasaju põhjustatud puhangutel üks peamine süüdlane: El Niño kliimaskeem. 1997. aastal asus Anyamba uurima, kuidas võiks El Niño soe tsükkel (ja La Niña jahe tsükkel) olla seotud sääskede põhjustatud haiguste hüppeliselt suurenenud tõusuga.

Tema ja tema meeskond - koostöös NASA, NOAA, kaitseministeeriumi ja põllumajandusministeeriumiga - kogusid mägesid andmeid. Nad jälgisid maapinnal ja merel pinnatemperatuure, järgisid eeldatavaid kliimamuutusi ja ilmavaatlusi ning kasutasid sademete arvutamiseks satelliidipilte (ergastav roheline taimestik on selge märk hästi jootavast maast). Kõik need mõõdikud koondati ühte tööriista, mille abil saab täpselt kindlaks teha piirkonnad, kus on oht Rifti oru palaviku puhanguteks. 2006. aastal tegi RVF Monitor oma esimese ennustuse.

"Midagi sellist ei olnud kunagi varem proovitud, vaid lihtsalt jäsemele minna ja ennustus välja anda, " räägib Anyamba. Tuginedes tööriista tugevate El Niño tingimuste tuvastamisele, andsid Ameerika Ühendriigid 2006. aasta septembris Ida-Aafrika riikidele hoiatuse RVF-i suure riski eest. „See oli meie väga julge avaldus, kuid arvasime, et oleme millegi nimel. ”

Nagu selgub, olid nad millegi kallal. Sama aasta novembriks kinnitasid piirkonna teadlased viiruse. Meeskonna tööriist ennustas haigust edukalt mitu kuud enne selle ilmumist. Anyamba omistab osa edust kindlale teadusele ja teise osa tugevatele rahvusvahelistele suhetele. Piirkondlikud valitsused ja rahvusvaheline üldsus koondasid päästevahendeid kaks kuud enne seda, kui nad oleksid vastasel juhul eelseisvale haiguspuhangule reageerinud.

Vihmakaart Kaart, kus on näidatud ebatavaliselt suure (sinise) või vähese (punase) sademetega piirkonnad. Suure sademete arvuga on seotud RVF-i oht. Põud on seotud dengue, Zika ja chikungunya riskiga. (Assaf Anyamba jt / loodusteaduslikud aruanded 9.1930 (2019))

Uurimisrühm jätkas oma sääskede ennustamise tööriista täpsustamist, samal ajal kui rahvusvahelised suhted rahvatervise maailmas arenesid edasi. Anyamba sõnul oli 2006. aasta ennustus edukas „kontseptsiooni tõestusmaterjal“, kuid et nende eesmärgid olid seatud globaalses mastaabis.

2014. ja 2015. aastal tuvastas meeskond sellest, millest saab üks tugevamaid El Niño süsteeme pärast 1950. aastat. Nad andsid hoiatusi kogu maailmas, andes häiret selliste haiguste nagu malaaria Bangladeshis, RVF Ida-Aafrikas ning dengue ja Zika Brasiilias ( kus El Niño põhjustatud kõrge temperatuur ja põud läänepoolkeral võivad põhjustada puhanguid).

RVF-i jaoks tulid seitse agentuuri kokku, et välja anda uue mudeli põhjal esmakordselt ilmnev terviseohu teatis. "Kui me teeme seda õigesti, ei kuule keegi Rifti oru palaviku puhangust 2016. aastal, sest sellist ei ole, " ütles Trtanj toona.

Dambod ujutasid üle. Tekkisid sääsed. Kuid Ida-Aafrikas säästeti inimesi ja kariloomi. Anyamba sõnul suhtusid valitsused loomade vaktsineerimisse ja teavitustegevusse ennetavalt. "Nad võtsid sõnumit tõsiselt, " ütleb ta. "See ütleb teile, mis juhtub, kui bürokraadid võtavad teavet õigeaegselt kasutusele."

Läänes avastati Nigeris 105 RVF-i juhtu, mille tagajärjel hukkus 28 inimest. Haiguste ennetamise erinevused tulenevad tõenäoliselt erinevatest valitsuse ressurssidest ja reageerimisest.

Lambad Lambad Keiras Nairobi lähedal Ruiru talus. 2007. aastal aitas kliimamudel ennustada RVF-i puhangut, kuid inimesed ja kariloomad olid sellest endiselt mõjutatud. 2016. aastal aitas mudel haiguspuhangut täielikult ära hoida. (Ken Linthicum ja Assaf Anyamba)

Trtanj rõhutab rahvusvaheliste partnerluste olulisust. "See on seotud usalduse loomisega, " ütleb ta. Teaduses enesekindlus on üks asi, kuid teaduse tegevuseks muutmiseks vajalike oluliste institutsionaalsete suhete arendamine võtab aastaid. Ka avalikud hariduskampaaniad võivad olla üliolulised. Keenias rahastas WHO raadiosaateid, et hoiatada kohalikke elanikke ja olla ettevaatlik haigete kariloomade liha suhtes. Siiski usuvad nad, et pidevat haiguste jälgimist ja nendest teatamist saab parandada.

Maailma Terviseorganisatsiooni andmetel on enam kui pooltel maailma 7, 5 miljardist inimesest sääskede kaudu levivate haiguste oht. Paljud neist haigustest hõlmavad ühte ja sama sääskede sugukonda. Nii Anyamba kui ka Trtanj näevad selle tohutu globaalse koormuse leevendamiseks kliimat.

"Kogu idee siin pole tegelikult see, et suudate haiguse täielikult likvideerida, " ütleb Anyamba. "Kuid põhimõtteliselt on see võimeline haldama ja minimeerima."

Viimase kolme aasta jooksul on Anyamba meeskond keskendunud Zika, dengue ja chikungunya edasikandvate Aedes aegypti sääskede haiguste ennustamisele. Nad kasutavad tehisintellekti satelliitpiltide, kliima- ja ilmavaatluste, rahvastiku tiheduse ja reaalajas puhangute aruannete andmete absorbeerimiseks - kõik selleks, et teha kindlaks piirkonnad, kus on chikungunya puhangu oht. Koostöös DoD kaitseohu vähendamise agentuuriga töötatakse välja rakendus CHIKRisk, mille eesmärk on avaldada see aasta hiljem.

“Maailmas olevate andmete, vaatlus- ja modelleerimisvõimekuse tõttu pole haiguse puhangu tõttu endiselt üllatust, ” nendib Trtanj. „Me peaksime paremini teadma. Saame paremini hakkama. Meid ei tohiks ikkagi tasapisi tabada. ”

Kuidas teadlased kasutavad sääskede kaudu levivate haiguste puhangute ennustamiseks kliimamudeleid