Bay­reu­ther For­scher unter­su­chen Fol­gen des Kli­ma­wan­dels

Tro­pen­vi­ren bald auch in Euro­pa?

Chi­kun­gunya ist eine von Stech­mücken über­tra­ge­ne Virus­er­kran­kung, die vor allem in den Tro­pen vor­kommt. For­scher an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth und am Euro­päi­schen Zen­trum für die Prä­ven­ti­on und die Kon­trol­le von Krank­hei­ten in Stock­holm haben jetzt ermit­telt, wie der Kli­ma­wan­del die wei­te­re Aus­brei­tung des Chi­kun­gunya-Virus begün­stigt. Selbst wenn sich die der­zeit zu beob­ach­ten­den Kli­ma­än­de­run­gen nur mode­rat fort­set­zen, steigt das Infek­ti­ons­ri­si­ko in vie­len Welt­re­gio­nen bis Ende des 21. Jahr­hun­derts an. Bei einem unge­brem­sten Kli­ma­wan­del wird sich das Virus sogar in Süd­eu­ro­pa und in den USA ver­brei­ten kön­nen. In ‚Sci­en­ti­fic Reports’ berich­ten die Wis­sen­schaft­ler über ihre Erkennt­nis­se.

Es sind haupt­säch­lich die Asia­ti­sche Tiger­mücke und die Gelb­fie­ber­mücke, die den Men­schen mit dem Chi­kun­gunya-Virus infi­zie­ren. Das Kli­ma beein­flusst die Aus­brei­tung eines von Stech­mücken über­tra­ge­nen Virus vor allem in zwei­er­lei Hin­sicht: Es wirkt sich ent­schei­dend auf die geo­gra­fi­sche Ver­brei­tung der Mücken aus, die nur bei hin­rei­chend hohen Tem­pe­ra­tu­ren und Nie­der­schlä­gen auf Dau­er leben kön­nen. Zudem kann sich das Virus im Orga­nis­mus der Mücken beson­ders schnell ver­viel­fäl­ti­gen, wenn die Außen­tem­pe­ra­tu­ren hoch sind und im Tages­ver­lauf nicht zu sehr schwan­ken. Daher kon­zen­triert sich das Risi­ko, an Chi­kun­gunya zu erkran­ken, bis­her auf tro­pi­sche Regio­nen in Afri­ka, Asi­en und Süd­ame­ri­ka.

Eine Welt­kar­te der heu­ti­gen Risi­ko­ge­bie­te

An der Uni­ver­si­tät Bay­reuth hat eine For­scher­grup­pe um Prof. Dr. Carl Bei­er­kuhn­lein die kli­ma­ti­schen Bedin­gun­gen, die eine Über­tra­gung des Chi­kun­gunya-Virus begün­sti­gen, genau­er unter­sucht. In Gebie­ten, die seit lan­gem hohe Infek­ti­ons­ra­ten auf­wei­sen, haben sie ermit­telt, wel­che Fak­to­ren die dor­ti­gen Kli­ma­ver­hält­nis­se bestim­men. Aus den so gewon­ne­nen Daten konn­ten sie eine Welt­kar­te gene­rie­ren, die zeigt, wo das Infek­ti­ons­ri­si­ko beson­ders hoch ist. Hier­für wur­de ein auf maschi­nel­lem Ler­nen basie­ren­der For­schungs­an­satz gewählt, der heu­te oft im Natur- und Arten­schutz ange­wen­det wird, um Model­le für die Ver­brei­tung von Tier- und Pflan­zen­ar­ten zu erar­bei­ten. Ein Com­pu­ter­pro­gramm, das auf der soge­nann­ten ‚Maxi­mum-Entro­pie-Metho­de’ beruht, über­nimmt dabei alle nöti­gen sta­ti­sti­schen Berech­nun­gen. „In enger Zusam­men­ar­beit mit den Kol­le­gen am Stock­hol­mer ECDC, dem Euro­päi­schen Zen­trum für die Prä­ven­ti­on und die Kon­trol­le von Krank­hei­ten, ist es uns gelun­gen, aus Kli­ma­da­ten einen dif­fe­ren­zier­ten glo­ba­len Über­blick über die Risi­ken einer Chi­kun­gunya-Infek­ti­on zu gewin­nen“, sagt Nils Tja­den, der in Bay­reuth am Lehr­stuhl für Bio­geo­gra­fie pro­mo­viert.

Stei­gen­de Infek­ti­ons­ri­si­ken infol­ge des Kli­ma­wan­dels

Wie wer­den sich die heu­ti­gen Risi­ko­ge­bie­te infol­ge des Kli­ma­wan­dels ver­än­dern? Dies hängt davon ab, wel­cher Ver­lauf des glo­ba­len Kli­ma­wan­dels den Berech­nun­gen zugrun­de­ge­legt wird. Die Wis­sen­schaft­ler in Bay­reuth und Stock­holm haben mit zwei sehr unter­schied­li­chen Sze­na­ri­en gear­bei­tet. Eines der bei­den Sze­na­ri­en nimmt an, dass sich der Kli­ma­wan­del mode­rat fort­setzt und das kli­ma­po­li­ti­sche 2‑Grad-Ziel nur knapp über­schrit­ten wird: Die glo­ba­le Mit­tel­tem­pe­ra­tur erhöht sich dem­nach bis zum Jahr 2100 um 2,6 Grad Cel­si­us gegen­über der vor­in­du­stri­el­len Zeit. Unter die­ser Annah­me zei­gen die Berech­nun­gen einen all­ge­mei­nen Trend, der welt­weit die kli­ma­ti­schen Vor­aus­set­zun­gen für Chi­kun­gunya-Über­tra­gun­gen begün­stigt.

Das zwei­te Sze­na­rio geht hin­ge­gen von einem weit­ge­hend unge­brem­sten Kli­ma­wan­del aus. Die­ser führt dazu, dass sich die glo­ba­le Mit­tel­tem­pe­ra­tur bis zum Jahr 2100 um etwa 4,8 Grad im Ver­gleich zum vor­in­du­stri­el­len Zustand erhöht. In die­sem Fall wer­den sich die Regio­nen mit einer hohen kli­ma­ti­schen Eig­nung für Chi­kun­gunya-Über­tra­gun­gen spür­bar aus­wei­ten. Das Virus wird dann vor­aus­sicht­lich bis in die Län­der Süd­eu­ro­pas und in die USA vor­drin­gen. „Die­ses Sze­na­rio ist inso­fern wahr­schein­li­cher, als bis­her kei­ne glo­ba­len Stra­te­gien erkenn­bar sind, die den Kli­ma­wan­del nach­hal­tig abschwä­chen wür­den. In den gemä­ßig­ten Brei­ten könn­te die Chi­kun­gunya-Gefahr sogar noch stär­ker anstei­gen, als sie in die­sem zwei­ten Sze­na­rio dar­ge­stellt wird“, meint Prof. Bei­er­kuhn­lein. „In Ita­li­en, Frank­reich und Flo­ri­da sind bereits Men­schen mit Chi­kun­gunya infi­ziert wor­den, aber die­se Fäl­le sind noch zu sel­ten, als dass sie in unse­rem Modell eine signi­fi­kan­te Rol­le spie­len könn­ten. Ver­mut­lich wird das kli­ma­ti­sche Poten­zi­al für Neu­erkran­kun­gen im Süden Euro­pas und der USA unter­schätzt“, ergänzt die Bay­reu­ther Bio­geo­gra­fin Dr. Ste­pha­nie Tho­mas. Den Pro­jek­tio­nen zufol­ge könn­te sich die Chi­kun­gunya-Gefahr allein in Indi­en und an den Süd­rän­dern der Saha­ra leicht abschwä­chen: Die Lebens­be­din­gun­gen für Stech­mücken könn­ten hier zu extrem wer­den.

Die Fra­ge, wie sich tro­pi­sche Infek­ti­ons­krank­hei­ten infol­ge des Kli­ma­wan­dels in Euro­pa und wei­te­ren Regio­nen der Erde aus­brei­ten kön­nen, ist bereits seit mehr als einem Jahr­zehnt ein For­schungs­schwer­punkt der Bay­reu­ther Bio­geo­gra­fie. Die Arbeits­grup­pe von Prof. Bei­er­kuhn­lein ist dabei spe­zia­li­siert auf die Ana­ly­se der Fak­to­ren, die das Vor­drin­gen von Insek­ten wie der Asia­ti­schen Tiger­mücke begün­sti­gen. Die­se über­trägt nicht allein Chi­kun­gunya, son­dern auch das gefürch­te­te Den­gue-Fie­ber.

Ver­öf­fent­li­chung:

Nils B. Tja­den, Jona­than E. Suk, Domi­nik Fischer, Ste­pha­nie M. Tho­mas, Carl Bei­er­kuhn­lein, Jan C. Semen­za, Model­ling the effects of glo­bal cli­ma­te chan­ge on Chi­kun­gunya trans­mis­si­on in the 21st cen­tu­ry,
Sci­en­ti­fic Reports (2017), DOI: 10.1038/s41598-017–03566‑3

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