气候变化如何影响冈比亚锥虫病传播媒介的分布?这项研究给出答案!

【字体: 时间:2025年03月17日 来源:Parasitology Research 1.8

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  为探究气候变化与冈比亚吸血蝇分布关系,研究人员用广义相加模型分析,发现最高温度影响最大,为决策提供依据。

  在地球气候不断变化的大背景下,气温逐年攀升,极端天气事件越来越频繁。这不仅改变着生态环境,也对人类和动物的健康产生了深远影响。其中,由吸血昆虫传播的疾病,更是因为气候的改变面临着传播范围和方式的变化。冈比亚,这个位于非洲西部的国家,以其独特的热带草原气候,成为研究气候变化与虫媒疾病关系的理想之地。
长期以来,冈比亚饱受虫媒疾病的困扰,尤其是由锥虫(Trypanosoma)引起的疾病,像动物非洲锥虫病(AAT)和人类非洲锥虫病(HAT),严重威胁着当地人和牲畜的健康,阻碍了经济的发展。而传播这些疾病的媒介,如舌蝇(Glossinidae)、虻科(Tabanidae)和厩螫蝇(Stomoxys calcitrans)等吸血蝇,它们的分布和数量受到多种因素的影响,其中气候因素被认为起着关键作用。然而,在此之前,并没有研究详细记录气候变化与这些吸血蝇分布之间的关系,这使得相关防控工作缺乏科学依据。
为了解开这些谜团,来自多个研究机构的研究人员携手开展了一项重要研究。他们分别来自冈比亚的大学、德国海德堡大学、巴西巴拉那联邦大学等。研究成果发表在《Parasitology Research》上,为我们深入了解气候变化对虫媒疾病的影响提供了宝贵的信息。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是进行昆虫学调查,在冈比亚的八个行政区设置采样点,使用双锥、Vavoua 和 NGU 三种陷阱,以四个月大的牛尿为诱饵,在不同季节捕获吸血蝇;二是收集环境数据,从靠近昆虫采集点的气象站获取最低和最高温度、相对湿度数据,同时还从 ERA5 数据集检索 2012 - 2021 年的相关数据,以及从 CORDEX - Africa 模拟中提取未来不同时期的温度数据;三是采用广义相加模型(GAMs)进行数据分析,该模型能够有效分析温度、湿度等环境变量与吸血蝇分布之间的复杂关系。

研究结果

  1. 陷阱类型分析:研究发现,双锥陷阱在捕获虻属(Tabanus)的一些物种时比 Vavoua 和 NGU 陷阱更高效,但陷阱类型对昆虫家族丰度和物种出现(存在 / 不存在)没有显著影响。捕获的物种中,Atylotus agrestis 最多,占 35%,其次是 Glossina morsitan submorsitan,占 25%。舌蝇科物种在双锥和 NGU 陷阱中,于晚干季到早雨季(4 - 7 月)达到丰度峰值;虻科和厩螫蝇亚科物种在晚雨季(10 月)达到丰度峰值,但在 NGU 陷阱中,虻科在早干季(12 月)达到峰值。舌蝇科和虻科物种在 Lower 和 Central River Region 最为丰富,厩螫蝇亚科物种在 Kanifing Municipal Council 和 North Bank Region 的双锥和 NGU 陷阱中数量最多。
  2. 气候变异性和陷阱类型的影响(2012 - 2021 年):通过 GAM 分析,研究人员发现,Glossina morsitan submorsitan 受最低温度和相对湿度影响,Atylotus agrestis 和 Stomoxys calcitrans 仅受最高温度显著影响,而所研究的气候变量对 Tabanus par 和 Tabanus sufis 没有明显影响。从空间预测图来看,冈比亚西部地区发现 Stomoxys calcitrans 的预测概率最高;Glossina morsitan submorsitan 和 Glossina palpalis gambiense 在东部地区感染率最高;Atylotus agrestis 的分布与舌蝇属物种相似,在 Upper River Region 出现频率最高。
  3. 温度变化的影响(2020 - 2080 年):研究人员还预测了未来温度变化对吸血蝇分布的影响。对于 Stomoxys calcitrans,在所有未来时期和两种排放情景模型下,其分布将更集中在冈比亚西部城市地区以及 North Bank Region 和 Lower River Region 的部分地区。Glossina morsitan submorsitan 在 RCP4.5 情景下,将主要分布在 Central River Region 和 Upper River Region,其他地区为中度感染;在高排放情景下,除部分地区外,将在冈比亚均匀分布。Glossina palpalis gambiensis 在 RCP4.5 情景下,主要分布在 Central River Region 和 Upper River Region,部分地区为中度分布;在高排放情景下,除部分地区外,也将在冈比亚均匀分布。Atylotus agrestis 在未来,Central River Region 和 Upper River Region 的数量将比其他地区多,不同模型预测在部分地区的分布略有差异。Tabanus par 在中等排放情景下将在全国高度分布,高排放情景下将均匀分布,但 West Coast Region 和 Kanifing Municipal Council 的出现频率较高。Tabanus sufis 在中等排放情景下仅在冈比亚西部高度分布,高排放情景下将均匀分布。Tabanus taeniatus 在中等排放情景下仅在 Kanifing Municipal Council 和 West Coast Region 的部分地区高度分布,高排放情景下将主要分布在 Central River Region 和其他部分地区。

研究结论与讨论

这项研究首次全面分析了冈比亚锥虫病传播媒介的潜在分布,具有重要的意义。研究表明,温度是影响冈比亚锥虫病传播媒介分布的关键因素,尤其是最高温度,对 Stomoxys calcitrans、舌蝇属物种等的分布影响显著。相对湿度也在一定程度上影响着一些物种的生存和分布,但不同物种对相对湿度的反应存在差异。通过预测不同时期吸血蝇的潜在分布,研究人员发现,在未来气候变化的情景下,这些媒介的分布将发生变化,一些原本没有或很少有这些昆虫的地区可能会出现它们的踪迹,这意味着虫媒疾病的传播风险可能会增加。
此外,研究还存在一些局限性,如研究周期较短,导致气候变异性有限,采样点也较少。但总体而言,该研究为冈比亚及其他类似地区的虫媒疾病防控提供了科学依据。未来,研究人员建议进一步开展实地数据收集和分析研究,以更深入地了解气候变化与虫媒疾病之间的关系,为制定更有效的防控策略提供支持。

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