עם עולה הטמפרטורות הגלובליות, מחקרים חדשים מגלה כי מיני אספרגילוס נמצאים בתנועה, מעצבים מחדש את הנוף של מחלות זיהומיות ומאיימים על אספקת המזון בעולם בדרכים בלתי צפויות.
מחקר: שינויים גיאוגרפיים המונעים על ידי שינויי אקלים בסביבת המינים של אספרגילוס וההשלכות על בריאות הצומח והאדם. קרדיט תמונה: תמונות CI / Shutterstock
*הודעה חשובה: כיכר מחקר מפרסם דוחות מדעיים ראשוניים שאינם בודקים עמיתים, ולכן אין לראות בהם כמשקעים, מדריכים את התנהגות הקלינית/התנהגות הקשורה לבריאות, או לטפל בהן כמידע מבוסס.
במחקר שפורסם לאחרונה על הדפסת המקדמה שפורסמה ב- כיכר מחקר שרת, צוות חוקרים עיצב את ההפצה הגלובלית הנוכחית והעתידית של Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, וכן אספרגילוס ניז'ר תחת תרחישים אקלים שונים ומעריכים את השלכותיהם על מחלות אנושיות וחשיפה לגידולים.
רֶקַע
נבגי פטרייה מ אספרגילוס מינים קיימים בכל מקום – באדמה, באוויר ואפילו בתים שלנו. בכל יום אנשים שואפים מאות נבגים מיקרוסקופיים אלה. בעוד שרובם אינם מזיקים לאנשים בריאים, הם עלולים לגרום לזיהומים מסכני חיים אצל אנשים עם מערכות חיסון מוחלשות והפסדים חקלאיים משמעותיים כתוצאה מזיהום יבול. Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, וכן אספרגילוס ניז'ר הם בין האשמים הנפוצים ביותר שמאחורי ההשפעות הבריאותיות והכלכליות הללו. עליית הטמפרטורות הגלובליות עשויה לשנות את טווח הגידול המתאים שלהם, מה שמגדיל את סיכוני החשיפה באזורים חדשים. מחקר זה נועד לספק תמונה ברורה יותר כיצד שינויי אקלים יכולים לשנות את התפוצה שלהם ולהגביר את איומיהם.
על המחקר
חוקרים אספו נתוני התרחשות פטרייתית גלובלית ממסד הנתונים של GlobalFungi (שחרור 5.0), תוך התמקדות בשלושה מינים: Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, וכן אספרגילוס ניז'רו רק דגימות אדמה עם יותר מעשרה קריאות רצף למין נשמרו כדי להבטיח דיוק. נתונים סביבתיים חולצו מ- WorldClim וכללו שבעה משתנים ביו -קלימטיים עיקריים: טמפרטורה ממוצעת שנתית, טווח יומי ממוצע, טווח שנתי בטמפרטורה, משקעים שנתיים, משקעים של החודש היבש ביותר, עונתיות המשקעים והמשקעים של הרבע הקור ביותר. תחזיות עתידיות התבססו על פרויקט המודל המשולב השישי בין פרויקט בין-קומוניסון, באופן ספציפי באמצעות מודל הסביבה הגלובלית של Hadley Center (Hadgem3-GC31-LL) תחת שלושה מסלולי סוציו-אקונומיים משותפים-SSP126 (פליטות נמוכות), SSP245 (בינוני) ו- SSP585 (SEVERE)-למשך שלוש תקופות (2041, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2061, 2060, 2060) (2041, 2060) היו 2081–2100).
דוגמנות חלוקת המינים בוצעה באמצעות האלגוריתם המרבי של האנטרופיה (Maxent), כאשר נתונים מפוצלים לאימונים ובדיקות (75%/25%). דיוק המודל הוערך באמצעות עקומות ואזור מאפייני הפעלה של מקלט תחת ערכי העקומה. ספים לבתי גידול מתאימים הוקמו באמצעות רגישות לבדיקה מקסימאלית בתוספת שיטת ספציפיות. נתוני אוכלוסייה אנושית ממסד נתונים ברזולוציה של 1 ק"מ ואזורי גידול יבול גלובליים (Cropgrids) הוחלפו על מנת להעריך חשיפה אנושית וחקלאית. סקירת ספרות נערכה גם כדי לתאם בין שכיחות קלינית עם התאמה סביבתית. המחברים מכירים בכך שלגישת הדוגמנות המקסימנטית יש מגבלות, כמו הסתמכותה על נתונים נוכחות בלבד, פוטנציאל להטיה לדגימה והעובדה שהיא אינה מהווה גורמים כמו התאמה גנטית של הפטריות או השונות המיקרו-סביבתית; לכן התוצאות מצביעות על התאמת בית הגידול היחסי.
תוצאות המחקר
המודל המקסנט חזה בהצלחה את ההפצה הגלובלית הנוכחית והעתידית של Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, וכן אספרגילוס ניז'רו מפות התאמה של ימינו הראו Aspergillus fumigatus העדפת אזורים ממוזגים בחצי הכדור הצפוני, ואילו Aspergillus flavus וכן אספרגילוס ניז'ר היו נפוצים יותר באקלים טרופי חם יותר. אימות עם 29 מחקרי קרקע הדגים קשר חזק בין התאמה סביבתית חזויה לבין נוכחות פטרייתית בפועל.
תרחישים אקלים עתידיים חשפו שינויים צפונה בבתי גידול מתאימים לכל שלושת המינים. תחת תרחיש ההתחממות הקשה (SSP585), בית הגידול של אספרגילוס פלבוס יפחתו ברחבי אפריקה, דרום אמריקה ואוקיאניה אך יתרחבו לרוסיה, סין וצפון אמריקה. Aspergillus fumigatus בית גידול מתאים ייסוג מחצי הכדור הדרומי ואזורים טרופיים, ויתרכז באזורים צפון קרירים יותר כמו סקנדינביה ואלסקה. אספרגילוס ניז'ר ישמור על המגוון הרחב שלה אך יראה הפסדים יבשתיים של בית גידול מתאים באפריקה.
ההשלכות על דלקות היבול היו גם בולטות. באמצעות נתוני הפצת מקסנט ויבול, החוקרים הראו כי בתי גידול מתאימים עבור Aspergillus flavus וכן אספרגילוס ניז'ר יתכווץ על פני הגידולים העולמיים המובילים, כולל תירס, אורז וחיטה. עבור תירס, בית הגידול חופף עם Aspergillus flavus צפוי לרדת כיום מ- 19.1 מיליון קמ"ש היום ל -6.8 מיליון קמ"ר בלבד עד 2090. עבור אורז, האזור המתאים יירד מ -8.8 מיליון קמ"ר ל -2.0 מיליון קמ"ר. אספרגילוס ניז'ר יראה גם הפחתות, אך פחות חמורות מ Aspergillus flavusו
במונחים קליניים, השכיחות של אספרגילוס מינים בזיהומים אנושיים מתואמים מאוד עם התפלגות סביבתית. מדינות עם נוכחות סביבתית דומיננטית של מין דיווחו גם על שכיחות קלינית גבוהה יותר באספרגילוזיס פולשנית. מודלים לחשיפה לאוכלוסייה חשפו כי כיום 1.98 מיליארד אנשים חיים באזורים המתאימים Aspergillus fumigatus905 מיליון עבור אספרגילוס ניז'רו 846 מיליון עבור Aspergillus flavusו מספרים אלה צפויים לרדת בסך הכל תחת שינויי אקלים, עם ירידה משמעותית באסיה, אפריקה ודרום אמריקה – אך עלייה פוטנציאלית בחשיפה לאוכלוסייה באזורים מסוימים, כמו למשל א. ניז'ר בחלקים מאירופה ובעבור א. פלבוס באוסטרליה, על פי תחזיות המחקר.
ד"ר נורמן ואן רייין, מחבר המחקר הראשי של המחקר מאוניברסיטת מנצ'סטר, העיר על ההשלכות הרחבות יותר, וקבע כי "כבר ראינו את הופעת הפטרייה קנדידה אוריס בגלל עליית הטמפרטורות, אך עד כה היה לנו מעט מידע על האופן בו פטריות אחרות יכולות להגיב לשינוי זה בסביבה. פתוגנים פטרייתיים ישפיעו ככל הנראה על מרבית תחומי העולם בעתיד. " עוד הוא פירט כי למרות שדמויות ספציפיות כאלה אינן מפורטות כתפוקות ישירות בהדפס זה, פרשנויות של המודל בתרחיש של המשך הסתמכות דלק מאובנים (SSP585) יכולים להציע כי בית הגידול המתאים משתנה עבור Aspergillus flavus עשוי לתרגם למעשה לעליית חשיפה עבור מיליון אנשים נוספים נוספים באירופה, ועל Aspergillus fumigatusפירוש הדבר יכול להיות 9 מיליון אנשים נוספים שנחשפו באזור.
מודל Maxent מדויק תיאר התפלגויות גלובליות Aspergillus. התאמת בית גידול לשלושה מינים אספרגילוס מהמודל המקסנט. הכי פחות מתאים הוא 0 והמתאים ביותר הוא ה -1. B חלקות מתאם של תדירות של כל מיני אספרגילוס שנמצאים בספרות בהשוואה להתאמה החציונית לאותה מדינה מסוימת במודל המקסנט. C מגרשי תיבות המציגים הבדלים סביבתיים בין A. flavus, A. fumigatus ו- A. niger בין שלושה משתנים סביבתיים המשמשים ל- SDM. מינים המסומנים באותה אות אינם שונים באופן משמעותי ב- P <0.05 ביחס לכל משתנה סביבתי.
מסקנות
לסיכום, מחקר זה מדגיש את ההשפעה של שינויי אקלים על ההפצה הגלובלית המשתנה של המפתח אספרגילוס מינים המאיימים הן על בריאות הציבור והן על החקלאות. מודל האנטרופיה המרבי חשף תנועה צפונה של בתי גידול מתאימים, במיוחד בתרחישים התחממות קשה, וקשר בין משמרות אלה לשינויים בשכיחות הפטריית הקלינית והסביבתית. Aspergillus flavus עומד לאבד בית גידול יבול משמעותי באזורים הטרופיים, ואילו Aspergillus fumigatus הופך לדומיננטי יותר באזורים קרירים יותר. מגמות אלה עלולות לעצב מחדש את נטל המחלות וביטחון המזון ברחבי העולם. מעקב מוקדם, תכנון בריאות המותאם לאקלים ואסטרטגיות חקלאיות, תוך התחשבות במגבלות הגלומות של מודלים חזויים כאלה, יהיו חיוניים כדי להפחית את הסיכונים שמציבים פטריות אלה.
*הודעה חשובה: כיכר מחקר מפרסם דוחות מדעיים ראשוניים שאינם בודקים עמיתים, ולכן אין לראות בהם כמשקעים, מדריכים את התנהגות הקלינית/התנהגות הקשורה לבריאות, או לטפל בהן כמידע מבוסס.
