Weinig natuurverschijnselen vormen een grotere bedreiging voor de mens dan een zwerm muggen die uit een cluster van eieren in de bodem losbarsten. Deze bloeddorstige dreigingen kunnen een groot aantal ziekten dragen, zoals Zika, West-Nijl en malaria, waardoor muggen de dodelijkste dieren ter wereld zijn.
Door muggen overgedragen ziekten bedreigen miljarden mensen, en hoewel de ziekten variëren in biologie en geografie, worden de meeste, zo niet alle, verergerd door klimaatverandering. Wetenschappers voorspellen dat een opwarmende wereld de verspreiding van meer muggen en meer ziekten zal uitlokken, waardoor een miljard mensen meer zullen worden bedreigd in de komende 60 jaar. Maar voorspellingen voor de lange termijn zijn moeilijk uit te voeren, en deskundigen op het gebied van de volksgezondheid geloven dat voorspellingen op de korte termijn programma's beter kunnen opstarten om het leven van mensen vandaag te redden.
De afgelopen 20 jaar hebben wetenschappers die weerspatronen bestuderen samengevoegd hoe realtime gegevens kunnen helpen bij het voorspellen van door muggen overgedragen ziekten uitbraken weken of zelfs maanden voordat de insecten uit de grond komen. Deze tools kunnen een mechanisme bieden om miljoenen doden te voorkomen, moessons en andere regencycli te volgen om broedgebeurtenissen voor muggen te voorspellen.
"Ik denk dat de problemen een beetje onmiskenbaar zijn", zegt Juli Trtanj, klimaat- en gezondheidsleider bij de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Warmere temperaturen, vaker droogte, verwoestende bosbranden en krachtige orkanen hebben belangrijke implicaties voor de volksgezondheid - en de seizoensgebonden geboorte van miljoenen muggen, gebonden aan weerspatronen, is misschien het grootste volksgezondheidsrisico van allemaal. “Het is een feit dat we het kunnen waarnemen. We kunnen het voorspellen. En we moeten er iets aan doen. '
Uitbraken kunnen in een oogwenk gebeuren. Het Zika-virus, gedragen door Aedes aegypti- muggen, infecteerde alleen al in 2015 meer dan een miljoen mensen. Jaarlijkse uitbraken van het slopende chikungunya-virus treffen vaak ook miljoenen. In Oost-Afrika bedreigen verschillende soorten Aedes- muggen ( Aedes mcintoshi en Aedes ochraceus ) mensen en dieren met seizoensgebonden uitbraken van Rift Valley Fever (RFV).
Tegen het einde van het regenseizoen leggen deze muggen hun eieren in ondiepe graslanden of dambos. Wanneer maanden van hevige regenval het gebied het volgende jaar overspoelen, beginnen die eieren in batches uit te broeden, waardoor een constante stroom van miljoenen potentiële ziektedragers wordt gehandhaafd.
Gemeenschappelijke huismug ( Culex pipiens ) larven. (DeAgostini / Getty Images) Voor Assaf Anyamba, een onderzoekswetenschapper bij de aardwetenschappelijke divisie van NASA, hebben de door regen veroorzaakte uitbraken één primaire oorzaak: het klimaatpatroon van El Niño. In 1997 begon Anyamba te bestuderen hoe de warme cyclus van El Niño (en de koele cyclus van La Niña) verband kon houden met pieken in door muggen overgedragen ziekten.
Hij en zijn team - een samenwerking met NASA, NOAA, het ministerie van Defensie en het ministerie van Landbouw - verzamelden bergen gegevens. Ze volgden oppervlaktetemperaturen op land en zee, volgden de verwachte klimaatpatronen en weerobservaties en gebruikten satellietbeelden om regenval te berekenen (levendige groene vegetatie is een duidelijk teken van goed bewaterd land). Al deze statistieken zijn verzameld in een enkele tool die regio's kon identificeren die het risico lopen op uitbraken van Rift Valley Fever. In 2006 heeft de RVF Monitor zijn eerste voorspelling gedaan.
"Niets als dit was ooit eerder geprobeerd, gewoon om uit te gaan en een voorspelling te doen, " zegt Anyamba. Op basis van de detectie van de tool van sterke El Niño-omstandigheden, hebben de Verenigde Staten in september 2006 een waarschuwing aan de Oost-Afrikaanse landen gegeven voor het hoge risico voor RVF. ”
Het bleek dat ze ergens mee bezig waren. In november van dat jaar bevestigden wetenschappers in de regio het virus. De tool van het team voorspelde met succes de ziekte maanden voordat deze verscheen. Anyamba schrijft een deel van het succes toe aan solide wetenschap en het andere deel aan sterke internationale relaties. Regionale overheden en de internationale gemeenschap mobiliseerden levensreddende middelen twee maanden voordat ze anders zouden hebben gereageerd op de naderende uitbraak.
Kaart met regio's met abnormaal hoge (blauwe) of lage (rode) regenval. Hoge regenval wordt geassocieerd met een hoog risico voor RVF. Droogte wordt geassocieerd met het risico op dengue, Zika en chikungunya. (Assaf Anyamba et al. / Nature Scientific Reports 9.1930 (2019)) De onderzoeksgroep bleef hun mugvoorspellingstool verfijnen, terwijl internationale relaties in de wereld van de volksgezondheid zich verder ontwikkelden. Anyamba zegt dat de voorspelling voor 2006 een succesvol 'proof of concept' was, maar dat ze hun blik op de wereldschaal hadden gericht.
In 2014 en 2015 heeft het team gedetecteerd wat een van de drie sterkste El Niño-systemen sinds 1950 zou worden. Ze gaven wereldwijd waarschuwingen en luidden alarm voor ziekten zoals malaria in Bangladesh, RVF in Oost-Afrika en knokkelkoorts en Zika in Brazilië ( waar de hoge temperaturen en droogtes veroorzaakt door El Niño op het westelijk halfrond uitbraken kunnen veroorzaken).
Voor RVF kwamen zeven agentschappen samen om een allereerste 'Emerging Health Risk Notification' uit te brengen op basis van het nieuwe model. "Als we dit goed doen, zal niemand horen over een uitbraak van Rift Valley Fever in 2016, omdat er geen zal zijn, " zei Trtanj op dat moment.
De dambo's liepen onder water. De muggen kwamen tevoorschijn. Maar mensen en vee werden gespaard in Oost-Afrika. Volgens Anyamba waren regeringen proactief over vaccinaties en reikwijdte van dieren. "Ze namen de boodschap serieus, " zegt hij. "Dit vertelt u, wanneer bureaucratieën informatie tijdig opnemen, wat er kan gebeuren."
In het westen werden 105 gevallen van RVF ontdekt in Niger, wat resulteerde in 28 doden. De verschillen in ziektepreventie zijn waarschijnlijk te wijten aan verschillende overheidsmiddelen en -reacties.
Schapen op een boerderij in Ruiru dichtbij Nairobi, Kenia. In 2007 hielp het klimaatmodel bij het voorspellen van de RVF-uitbraak, maar mensen en dieren werden nog steeds getroffen. In 2016 heeft het model de uitbraak volledig helpen voorkomen. (Ken Linthicum en Assaf Anyamba) Trtanj benadrukt het belang van internationale partnerschappen. "Het gaat om het opbouwen van vertrouwen", zegt ze. Vertrouwen hebben in de wetenschap is één ding, maar het kost jaren om de essentiële institutionele relaties te ontwikkelen die nodig zijn om de wetenschap in daden om te zetten. Publieke voorlichtingscampagnes kunnen ook van vitaal belang zijn. In Kenia heeft de WHO radio-uitzendingen gefinancierd om de lokale bevolking te waarschuwen en te waarschuwen voor vlees van zieke dieren. Toch geloven ze dat constante surveillance en rapportage van ziekten kan worden verbeterd.
Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie loopt meer dan de helft van de 7, 5 miljard mensen in de wereld het risico op door muggen overgedragen ziekten. Veel van deze ziekten hebben betrekking op dezelfde soort mug. Zowel Anyamba als Trtanj willen het klimaat gebruiken om deze enorme wereldwijde last te verlichten.
"Het hele idee hier is eigenlijk niet dat je de ziekte volledig kunt elimineren, " zegt Anyamba. "Maar het is eigenlijk in staat om te beheren en te minimaliseren."
De afgelopen drie jaar heeft het team van Anyamba de focus verlegd naar het voorspellen van ziekten van de Aedes aegypti- muggen die Zika, knokkelkoorts en chikungunya overbrengen. Ze gebruiken kunstmatige intelligentie om gegevens van satellietbeelden, klimaat- en weersobservaties, bevolkingsdichtheid en realtime uitbrakenrapporten te absorberen - allemaal om regio's te identificeren die het risico lopen op een uitbraak van Chikungunya. Een app genaamd CHIKRisk wordt ontwikkeld in samenwerking met het DoD's Defense Threat Reduction Agency voor openbare release later dit jaar.
"Er is geen reden met de gegevens, observatie- en modelleringscapaciteit die we in de wereld hebben dat we nog steeds verrast zijn door het uitbreken van ziekten, " zegt Trtanj. “We moeten beter weten. We kunnen het beter doen. We moeten niet meer platvoetig betrapt worden. '
