Badania wykazały, że zmiany środowiskowe powodują choroby ludzi, zwierząt i roślin

Myszy białonogie, główny rezerwuar boreliozy, stały się bardziej dominujące w Stanach Zjednoczonych, ponieważ inne rzadsze ssaki zniknęły, co jest jednym z potencjalnych wyjaśnień rosnących wskaźników zachorowań. Zdjęcie: Bill Draker/Rolf Nussbaumer Photography, via Alamy. 

Z nowego badania wynika, że kilka wielkoskalowych zmian na planecie spowodowanych przez człowieka – w tym zmiana klimatu, utrata różnorodności biologicznej i rozprzestrzenianie się gatunków inwazyjnych – sprawia, że choroby zakaźne stają się bardziej niebezpieczne dla ludzi, zwierząt i roślin.

Naukowcy dokumentowali te skutki już wcześniej w bardziej ukierunkowanych badaniach, które skupiały się na konkretnych chorobach i ekosystemach. Odkryli na przykład, że ocieplający się klimat może sprzyjać rozprzestrzenianiu się malarii w Afryce, a spadek różnorodności dzikiej przyrody może zwiększać liczbę przypadków boreliozy w Ameryce Północnej.

Jednak nowe badanie, będące metaanalizą prawie 1000 poprzednich badań, sugeruje, że wzorce te są stosunkowo spójne na całym świecie i w całym drzewie życia.

„To duży krok naprzód w nauce” – powiedział Colin Carlson, biolog z Uniwersytetu Georgetown, który nie był autorem nowej analizy. „Ten artykuł jest jednym z najmocniejszych dowodów, jakie moim zdaniem zostały opublikowane i pokazuje, jak ważne jest, aby systemy opieki zdrowotnej zaczęły przygotowywać się do istnienia w świecie dotkniętym zmianami klimatycznymi i utratą różnorodności biologicznej”.

Co prawdopodobnie okaże się bardziej zaskakującym odkryciem, naukowcy odkryli również, że urbanizacja zmniejsza ryzyko chorób zakaźnych.

Nowa analiza, opublikowana w środę w czasopiśmie Nature, skupiała się na pięciu „globalnych czynnikach powodujących zmiany”, które zmieniają ekosystemy na całej planecie: zmianie różnorodności biologicznej, zmianie klimatu, zanieczyszczeniu chemicznemu, wprowadzeniu gatunków obcych oraz utracie lub zmianie siedlisk.

Naukowcy zebrali dane z artykułów naukowych, w których sprawdzano, jak co najmniej jeden z tych czynników wpływa na różne wyniki chorób zakaźnych, takie jak nasilenie lub częstość występowania. Ostateczny zestaw danych obejmował prawie 3000 obserwacji dotyczących ryzyka chorób dla ludzi, zwierząt i roślin na każdym kontynencie z wyjątkiem Antarktydy.

Naukowcy odkryli, że ogólnie cztery z pięciu badanych trendów – zmiana różnorodności biologicznej, wprowadzenie nowych gatunków, zmiana klimatu i zanieczyszczenie chemiczne – zwykle zwiększają ryzyko chorób.

„Oznacza to, że prawdopodobnie wychwytujemy ogólne wzorce biologiczne” – powiedział Jason Rohr, ekolog chorób zakaźnych na Uniwersytecie Notre Dame i główny autor badania. „Sugeruje to, że istnieją podobne mechanizmy i procesy, które prawdopodobnie zachodzą u roślin, zwierząt i ludzi”.

Naukowcy odkryli, że szczególnie dużą rolę w zwiększaniu ryzyka chorób odegrała utrata różnorodności biologicznej. Wielu naukowców uważało, że różnorodność biologiczna może chronić przed chorobami poprzez zjawisko znane jako efekt rozcieńczenia.

Teoria głosi, że pasożyty i patogeny, których przetrwanie zależy od obfitości żywicieli, będą ewoluować w kierunku faworyzowania gatunków pospolitych, a nie rzadkich, powiedział dr Rohr. A wraz ze spadkiem różnorodności biologicznej rzadkie gatunki zwykle znikają jako pierwsze. „Oznacza to, że pozostałe gatunki są kompetentne i naprawdę dobrze przenoszą choroby” – stwierdził.

Jednym z często cytowanych przykładów jest borelioza. Myszy białonogie, które są głównym rezerwuarem tej choroby, stały się coraz bardziej dominujące w krajobrazie, w miarę jak zniknęły inne, rzadsze ssaki, stwierdził dr Rohr. Ta zmiana może częściowo wyjaśniać, dlaczego w Stanach Zjednoczonych wzrosła liczba zachorowań na boreliozę. (Stopień, w jakim efekt rozcieńczenia przyczynia się do ryzyka boreliozy, był przedmiotem debaty, a inne czynniki, w tym zmiany klimatyczne, prawdopodobnie również odgrywają tu rolę.)

Inne zmiany środowiskowe mogą na wiele różnych sposobów zwiększać ryzyko chorób. Na przykład wprowadzone gatunki mogą przywieźć ze sobą nowe patogeny, a zanieczyszczenia chemiczne mogą obciążyć układ odpornościowy organizmów. Zmiana klimatu może zmienić przemieszczanie się i siedliska zwierząt, powodując kontakt nowych gatunków i umożliwiając im wymianę patogenów.

Warto zauważyć, że piąta globalna zmiana środowiska badana przez naukowców – utrata lub zmiana siedlisk – wydawała się zmniejszać ryzyko chorób. Na pierwszy rzut oka odkrycia mogą wydawać się sprzeczne z wcześniejszymi badaniami, które wykazały, że wylesianie może zwiększać ryzyko chorób, od malarii po wirus Ebola. Jednak ogólna tendencja w kierunku zmniejszonego ryzyka wynikała z jednego konkretnego rodzaju zmian siedlisk: rosnącej urbanizacji.

Powodem może być to, że obszary miejskie często mają lepszą infrastrukturę sanitarną i opiekę zdrowotną niż obszary wiejskie – lub po prostu dlatego, że na obszarach miejskich jest mniej roślin i zwierząt, które mogą być nosicielami chorób. Brak życia roślinnego i zwierzęcego „nie jest dobrą rzeczą” – stwierdził dr Carlson. „Nie oznacza to również, że zwierzęta w miastach są zdrowsze”.

Nowe badanie nie zaprzecza poglądowi, że utrata lasów może być przyczyną chorób; zamiast tego wylesianie w pewnych okolicznościach zwiększa ryzyko, a w innych je zmniejsza, stwierdził dr Rohr.

Rzeczywiście, chociaż tego rodzaju metaanaliza jest cenna w ujawnianiu ogólnych wzorców, może przesłonić niektóre niuanse i wyjątki, które są ważne w zarządzaniu określonymi chorobami i ekosystemami, zauważył dr Carlson.

Co więcej, większość badań uwzględnionych w analizie skupiała się na tylko jednym globalnym dążeniu do zmian. Jednak w prawdziwym świecie organizmy zmagają się z wieloma z tych czynników stresogennych jednocześnie. „Następnym krokiem jest lepsze zrozumienie powiązań między nimi” – powiedział dr Rohr.