Applying regional climate change projections for spatio-temporal risk analyses of vector-borne diseases

Bei vorliegender Dissertation handelt es sich um eine Abhandlung zu vektor-assoziierten Krankheiten in Zeiten des Klimawandels. Bei vektor-assoziierten Krankheiten wird ein Pathogen durch einen Vektor (Überträger), auf ein Wirtstier übertragen. Als solche Vektoren agieren meist Arthropoden. Klimatische Veränderungen beeinflussen vektor-assoziierte Krankheiten insbesondere dadurch, dass Arthropoden ihre Körpertemperatur nicht selbst regeln können und zudem bestimmte Temperaturansprüche zur Pathogenentwicklung im Vektor erfüllt sein müssen. Das Klimaänderungssignal des 21. Jahrhunderts wird von Klimamodellen in verschiedenen räumlichen und zeitlichen Auflösungen wiedergegeben. Die Projektionen beruhen auf Emissionsszenarien klimawirksamer Treibhausgase. In der Arbeit werden die Einsatzmöglichkeiten von regionalen Klimamodellen zur Gefährdungsabschätzung anhand verschiedener Fallbeispiele aufgezeigt. Deren Nutzen und Einsatzmöglichkeiten werden einführend aufgeführt. Für die Risikoanalysen werden regionalen Klimamodelle REMO und COSMO-CLM angewandt, die durch dynamisches „Downscaling“ globaler Modelle generiert wurden. Beide sind in ihrem neuesten Prozesslauf in das globale Modell ECHAM5 eingebettet. Der direkte Übertrag bekannter Temperaturansprüche von Vektor und/oder Pathogen auf künftig zu erwartende Bedingungen stellt den ersten methodologischen Schwerpunkt dieser Arbeit dar. Eine Amplifikation des Dengue-Virus im Überträger der Stechmücke Aedes aegypti könnte demnach zunächst in Südeuropa, im weiteren Verlauf des 21. Jhd. aber auch in weiteren europäischen Regionen möglich sein. Weiterhin verdeutlichen die Ergebnisse, dass sich auch das Zeitfenster einer potentiellen Übertragung des Dengue-Virus verlängern kann. Durch das Überlagern der bekannten Temperaturansprüchen von Sandmücken (Gattung Phlebotomus) und der von ihnen übertragbaren Erreger - Leishmania infantum Komplex - können potentielle Regionen Deutschlands identifiziert werden, in denen einer autochthone Übertragung der Leishmaniose möglich ist. Es ist zu erwarten, dass ein solches Risiko zunächst in südwestlichen und westlichen Regionen Deutschlands, im späteren Verlaufe des des 21. Jhd. jedoch auch für eher nördlich und östlich gelegene Regionen bestehen wird. Der zweite innerhalb dieser Arbeit gewählte methodologische Ansatz zeigt die Einsatzmöglichkeiten regionaler Klimaprojektion für die bioklimatische Nischenmodellierung von Krankheitsüberträgern auf. Die anhand statistischer Verfahren ermittelte bioklimatische Nische der jeweiligen Art wird hierbei auf zukünftig zu erwartende klimatische Bedingungen übertragen. Anhand dieser Analyse kann aufgezeigt werden, dass sich die klimatische Eignung für die invasive Stechmücke Aedes albopictus (Überträger mehrere human-pathogener Viren) ausgehend von westlichen Regionen Europas über Mitteleuropa und schließlich Osteuropas erhöhen wird. Der Transfer der ermittelten spezifischen klimatischen Nische ausgewählter Sandmücken-Arten (u.a. Überträger der zum Leishmania-Komplex zählenenden Pathogenen) auf künftige Bedingungen lässt vermuten, dass deren klimatische Eignung in Mitteleuropa - abgesehen von alpinen Regionen - zunehmen wird. Künftige potenzielle Ausbreitungswege der Sandmücken in einer sich verändernden Umwelt, werden via “least-cost analysis“ ermittelt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass aufgrund der eingeschränkten natürlichen Ausbreitungsfähigkeit, einige der künftig potenziell geeigneten Lebensräume nicht erreicht werden. In den verschiedenen Fallstudien kann gezeigt werden, dass die zu erwartenden klimatischen Veränderungen im 21. Jhd. eine mögliche Ausbreitung der in dieser Arbeit adressierten Vektoren und vektor-assoziierter Krankheiten in Europa begünstigen werden. Als einheitliche Tendenz kann speziell für Mitteleuropa festgehalten werden, dass sich die Gefährdung, Ende des 21.Jhd. erhöhen wird. Dies begründet sich höchstwahrscheinlich durch die projizierte raschere Erwärmung in der zweiten Jahrhunderthälfte. Abschließend bleibt jedoch festzuhalten, dass es neben klimatischen Veränderungen weitere Faktoren für die Ausbreitung bzw. Neuetablierung von Vektoren und den damit verbundenen übertragbaren Infektionskrankheiten ausschlaggebend sind. Der Einfluss einzelner Faktoren auf die Etablierung bzw. Ausbreitung vektor-assoziierte Krankheiten variiert auf raum-zeitlichen Skalen. Für die ermittelten klimatisch-abgeleiteten Risikogebiete sollten in Folgestudien auf kleineren Skalen wirksam werdenden Faktoren integriert werden. Diese Ergebnisse können wiederum die Entwicklung von Surveillance- und Monitoringprogramme unterstützen, um somit Maßnahmen gegen die Ausbreitung von vektor-assoziierten Krankheiten initiieren zu können.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Bayreuth

Year

2011

Author dc:creator

• Fischer, Dominik

Contributors dc:contributor

• Beierkuhnlein, Carl

Repository record source_url

https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/287/

OAI identifier oai:identifier

oai:epub.uni-bayreuth.de:287