Unter thermischer Anpassung versteht man die Fähigkeit von Organismen, ihre Lebensmerkmale an die Temperaturänderungen anzupassen. Im Fall von Mücken können diese Merkmale ihr Risiko, durch Mücken übertragene Krankheiten zu übertragen, bestimmen und wie sich dieses Risiko in Zukunft ändern könnte, wenn sie auf die Klimaerwärmung reagieren.
„Globale Treiber wie Verkehr, Handel und Klimawandel verändern die Verbreitung von Mücken auf dem Planeten und damit einhergehend auch veränderte Krankheitsrisikomuster“, sagte Matthew Thomas, UF/IFAS-Professor und UF/IFAS Invasive Science Research Direktor des Instituts (ISRI).
In der Studie, „Phänotypische Anpassung an die Temperatur beim Mückenvektor Aedes aegypti“, in der Zeitschrift veröffentlicht Biologie des globalen Wandelsein Team von Wissenschaftlern, darunter auch einige Forscher des Invasive Science Research Institute, untersuchen einen kritischen Aspekt, der in Modellen, die die Auswirkungen des Klimawandels auf durch Mücken übertragene Krankheiten untersuchen, oft übersehen wird.
Viele Modelle berücksichtigen nicht den möglichen Einfluss der thermischen Anpassung bei Mücken.
„Es ist allgemein anerkannt, dass die Temperatur die Biologie von Mücken beeinflusst, aber die Auswirkungen auf die Krankheitsübertragung sind noch nicht vollständig verstanden“, sagte Thomas.
Die Autoren behaupten, dass eine thermische Anpassung der Mücken an ihre lokale Umgebung zu unterschiedlichen Reaktionen unterschiedlicher Populationen auf die Temperatur führen könnte. Modelle, die einen einheitlichen Ansatz verfolgen, eine „one-size-fits-all“-Methode, repräsentieren möglicherweise nicht genau die Vielfalt der Reaktionen verschiedener Mückenpopulationen. Darüber hinaus können diese Modelle möglicherweise nicht vorhersagen, wie sich Mücken in Zukunft an veränderte Temperaturen anpassen könnten.
„Es ist wahrscheinlich, dass es bei einer lokalen Anpassung der Mückenpopulationen zu einer stärkeren Variation der erwarteten Ergebnisse des Klimawandels auf die Übertragung von durch Mücken übertragenen Krankheiten kommen könnte. Mit anderen Worten: Es kann Fälle geben, in denen wir einen Rückgang der Krankheitsübertragung erwarten würden.“ , aber wir sehen das Gegenteil“, sagte Nina Dennington, Mitautorin und Doktorandin in Thomas‘ vorherigem Labor an der Pennsylvania State University.
Die Autoren konzentrierten sich auf Aedes aegypti, allgemein bekannt als Gelbfiebermücke. Diese Mücke ist eine der wichtigsten invasiven Arten weltweit und dafür verantwortlich, dass jedes Jahr weltweit mehr als 400 Millionen Menschen mit Viren wie Dengue-Fieber, Gelbfieber, Chikungunya und Zika infiziert werden.
Die Forscher wollten untersuchen, wie sich Aedes aegypti-Populationen phänotypisch – was Wissenschaftler als beobachtbare Merkmale bezeichnen – als Reaktion auf Temperaturänderungen anpassen können. Durch das Verständnis dieser adaptiven Reaktionen können Forscher die Genauigkeit von Modellen verbessern, die die Ausbreitung von durch Mücken übertragenen Krankheiten unter verschiedenen Klimaszenarien vorhersagen.
Sie begannen mit der Untersuchung von fünf Populationen, die an verschiedenen Orten in Mexiko gesammelt wurden, zusammen mit einer langjährigen Laborkolonie. Dieser Teil der Studie zeigte erhebliche Unterschiede in der thermischen Toleranz bzw. der Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten, zwischen den verschiedenen Populationen. Anschließend führten die Forscher eine neuartige experimentelle Evolutionsstudie durch, um zu untersuchen, ob diese Unterschiede wahrscheinlich eine Reaktion auf die Umgebungstemperatur waren.
„Wir haben bestätigt, dass es aufgrund lokaler Anpassung Unterschiede in der thermischen Toleranz von Mückenpopulationen gibt. Anschließend zeigen wir, wie sich Unterschiede in der Umgebungstemperatur im Laufe der Zeit, und in diesem Fall nur über zehn Generationen, auf die Fitness von Mücken auswirken können“, sagte Dennington.
„Wir wollen besser verstehen, ob eine Temperaturänderung, die dem durch den Klimawandel erwarteten Anstieg ähnelt, die Fitnessreaktionen der Mücken und damit die Übertragung von durch Vektoren übertragenen Krankheiten beeinflussen kann.“
Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Temperaturtoleranz zusammen mit anderen wichtigen biologischen Merkmalen wie Überleben und der Fähigkeit, eine Fülle von Nachkommen zu zeugen, innerhalb von nur zehn Generationen als Reaktion auf die Temperatur verändern könnte.
„Unsere Ergebnisse unterstützen die lokale thermische Anpassung in einem primären Mückenvektor. Wir finden nicht nur Unterschiede in den thermischen Reaktionen zwischen Populationen im Feld, sondern wir zeigen auch, dass diese Reaktionen nicht statisch sind und sich als Reaktion auf Veränderungen verschieben können.“ Umgebungen“, sagte Dennington.
„Diese Studie stellt die Annahme in Frage, dass man ein temperaturbasiertes Modell, das aus Messungen an einem Ort abgeleitet wurde, einfach auf alle anderen Orte oder zukünftige Klimazonen extrapolieren kann“, sagte Thomas. „Wir benötigen nun weitere Forschung, um zu bestätigen, was dies für das Krankheitsrisiko bedeutet und ob ähnliche Muster für andere durch Mücken übertragene Krankheiten wie Malaria existieren könnten.“
Mehr Informationen:
Nina L. Dennington et al., Phänotypische Anpassung an die Temperatur im Mückenvektor Aedes aegypti, Biologie des globalen Wandels (2023). DOI: 10.1111/gcb.17041