Модель на основе метаболизма предскажет ареалы болезней при изменении климата

Новая модель, разработанная исследователями Принстонского университета, позволяет оценить будущее распространение инфекционных заболеваний в условиях потепления климата, даже если о возбудителе известно мало. Метод описан в журнале Ecology Letters.

Принцип работы модели

Модель основана на метаболической теории экологии. Поскольку все паразиты являются холоднокровными, их метаболизм и жизненный цикл (смертность, развитие, размножение, заразность) напрямую зависят от внешней температуры. Зная размер тела и особенности жизненного цикла паразита, модель рассчитывает, как изменение температуры повлияет на его жизнеспособность.

  • «Фундаментальная температурная ниша»: Модель оценивает диапазон температур, в котором конкретный паразит процветает.
  • Прогноз изменений: Паразит, обитающий у верхней границы этого диапазона, может вымереть при потеплении. Паразит у нижней границы — расширить ареал и вызвать новые эпидемии у популяций хозяев, не имеющих иммунитета.
  • «Миграция» болезней: Паразиты могут смещаться в ранее непригодные для них районы, которые станут теплее, подвергая людей и животных новым заболеваниям.

Преимущества и применимость

Ведущий автор Питер Мольнар отмечает, что подход применим практически к любому паразиту, включая новые и малоизученные виды (вирусы, бактерии, гельминты). Это решает проблему нехватки детальных данных об условиях выживания для каждого патогена.

Модель работает для паразитов, имеющих стадии развития вне теплокровного хозяина:

Проверка на практике и перспективы

Модель успешно протестирована на нематоде Ostertagia gruehneri, паразитирующей в Арктике. Экспериментальные данные по развитию личинок при разных температурах совпали с прогнозами модели.

Прогноз для Арктики: При дальнейшем потеплении непрерывный сезон передачи инфекции (с весны до осени) может разделиться на два более длинных периода (весна и осень), разделенных слишком жарким, непригодным для паразита летом.

Исследователи расширяют модель, чтобы оценить, как изменение активности паразитов повлияет на их хозяев — северных оленей карибу и овцебыков. Цель — спрогнозировать рост популяций паразитов и последующий ущерб для этих животных.

Важный вывод

Как отмечает биолог Райан Хечингер, модель проясняет, что инфекционные заболевания могут как усилиться, так и ослабнуть при глобальном потеплении, поскольку их возбудители — живые организмы, по-разному реагирующие на изменение температуры.