Una nueva investigación de la Universidad de Indiana sugiere que los modelos informáticos utilizados para predecir la propagación de epidemias por el cambio climático, como la plaga de cultivos o los brotes de enfermedades, pueden no tener en cuenta un factor importante para predecir su gravedad.
Un estudio publicado recientemente en la revista ecología descubrió que los patógenos que crecen dentro de los organismos a temperaturas más altas producen descendientes que causan tasas más altas de infección en comparación con los patógenos que crecen dentro de los organismos a temperaturas más bajas. Esto sugiere que el clima puede causar un "efecto de eco" en futuros patógenos, lo que finalmente los conviertemás infeccioso
"Es bien sabido que el medio ambiente puede afectar a la descendencia de las generaciones en plantas y animales", dijo Spencer Hall, profesora del Departamento de Biología de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Bloomington de IU, quien es el autor principal del estudio ". Este estudioes uno de los primeros en sugerir que se producen efectos intergeneracionales similares en parásitos y patógenos ".
El trabajo fue dirigido por Marta Strecker Shocket, estudiante de doctorado en el laboratorio de Hall en el momento del estudio. Hall también es miembro del Instituto de Resiliencia Ambiental de IU, parte del Gran Reto Preparado para el Cambio Ambiental de IU.
"Si las condiciones ambientales pasadas impactan la frecuencia o la gravedad de futuras infecciones, entonces los modelos climáticos actuales no tienen en cuenta un factor importante al predecir las amenazas del cambio climático", dijo Shocket, quien ahora es un investigador postdoctoral en la Universidad de Stanford ".Esto podría incluir amenazas a animales, plantas y personas ".
El análisis de los investigadores se basa en parte en la investigación en pulgas de agua realizada en tres lagos de agua dulce en el sur de Indiana, donde el laboratorio de Hall ha recolectado muestras desde 2009. Ubicado en el sitio de una antigua mina de carbón en el Bosque Estatal Green-Sullivan en Linton, Indiana, los lagos se conocen localmente como Lake Gambill, Lake Clear y Lake Scott.
Pulgas de agua, también conocidas como Dafnia , son pequeños crustáceos que contribuyen a la salud de los lagos al alimentarse de algas. Sin estos organismos para controlar las algas, un lago puede degradarse rápidamente en una infusión turgente que se asemeja a la sopa de guisantes.
Las pulgas de agua son susceptibles a la infección por un patógeno fungoso llamado Metschnikowia que reproduce dentro de las pulgas de agua como esporas con forma de aguja que se multiplican hasta que las matan y salen de sus cuerpos para infectar a la próxima generación. Un solo otoño puede producir de seis a 10 generaciones de esporas, con hasta el 60 por ciento depulgas de agua infectadas en el pico de la epidemia.
Para el estudio, Shocket realizó experimentos de laboratorio que descubrieron que el hongo causaba más infecciones cuando se observaban temperaturas más altas en las generaciones anteriores de pulgas de agua. Luego realizó una investigación en el campo para comparar los resultados de laboratorio con muestras de lagos frescos recolectados en los últimos tiemposotoño.
El análisis encontró que un aumento de solo 6.5 grados Fahrenheit causó que las esporas fúngicas tengan de dos a cinco veces más probabilidades de infectar a un nuevo huésped.
Shocket dijo que se necesita investigación adicional para explorar estos efectos en otros sistemas de patógenos, especialmente porque podrían tener un impacto en la agricultura. Esto se debe a que es más probable que el efecto del clima en las generaciones de parásitos tenga un impacto en el huésped de sangre fríaorganismos, como las plantas de cultivo o los insectos que los comen.
El estudio también presenta métodos matemáticos para predecir el efecto de los cambios de temperatura en la infecciosidad de las esporas de generación en generación. Hall dijo que los principios detrás de estos modelos podrían mejorar otras simulaciones que se basan en muchos factores para predecir brotes de enfermedades.
"La traducción de datos de observación en modelos computacionales es importante en el campo de la ecología ya que la naturaleza es muy complicada", agregó. "El refinamiento de los algoritmos para predecir los riesgos del clima es un paso crucial en nuestra capacidad de preparación para el medio ambientecambio."
Otros autores en el documento son el estudiante de doctorado de IU Jason Walsman; Andrew Sickbert, un estudiante de pregrado de IU en el momento del estudio; y Alexander Strauss y Jessica Hite, estudiantes de doctorado de IU en el momento del estudio.Contribuyentes adicionales son Meghan Duffy de la Universidad de Michigan y Carla Cáceres de la Universidad de Illinois.
El Gran Desafío Preparado para el Cambio Ambiental reúne a una amplia coalición bipartidista de líderes gubernamentales, empresariales, sin fines de lucro y comunitarios para ayudar a Indiana a prepararse mejor para los desafíos que el cambio ambiental trae a nuestra economía, salud y medios de vida. Anunciado en mayo de 2017,es la segunda iniciativa que se financiará como parte del programa Grand Challenges de la Universidad de Indiana.
Este estudio fue apoyado en parte por la National Science Foundation y la Agencia de Protección Ambiental.
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Materiales proporcionado por Universidad de Indiana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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