Der Klimawandel wird virale Spillover beschleunigen, Studienergebnisse


Laut einer am Donnerstag in Nature veröffentlichten Studie wird der Klimawandel in den nächsten 50 Jahren Tausende von Viren dazu bringen, von einer Säugetierart zur anderen zu springen. Das Mischen von Viren zwischen Tieren kann das Risiko erhöhen, dass man auf Menschen überspringt und eine neue Pandemie auslöst, sagten die Forscher.

Wissenschaftler warnen seit langem davor, dass eine Erwärmung des Planeten die Krankheitslast erhöhen könnte. Malaria zum Beispiel wird sich voraussichtlich ausbreiten, wenn die Moskitos, die sie übertragen, ihr Verbreitungsgebiet in wärmeren Regionen ausdehnen. Aber der Klimawandel könnte auch völlig neue Krankheiten einleiten, indem er es Krankheitserregern ermöglicht, in neue Wirtsarten einzudringen.

„Wir wissen, dass Arten sich bewegen, und wenn sie das tun, werden sie diese Chance haben, Viren zu teilen“, sagte Colin Carlson, Biologe an der Georgetown University und Mitautor der neuen Studie.

Um zu verstehen, wie diese gemeinsame Nutzung aussehen wird, haben Dr. Carlson und seine Kollegen ein Computermodell möglicher Übertragungseffekte in einer sich erwärmenden Welt erstellt. Die Forscher projizierten zunächst, wie Tausende von Säugetieren ihre Verbreitungsgebiete verschieben könnten, wenn sich das Klima zwischen heute und 2070 ändert.

Mit steigenden Temperaturen wird erwartet, dass sich viele Arten vom glühenden Äquator weg ausbreiten, um angenehmere Lebensräume zu finden. Andere können die Hänge von Hügeln und Bergen hinaufsteigen, um kühlere Höhen zu finden. Wenn verschiedene Arten zum ersten Mal miteinander in Kontakt kommen, können die Viren möglicherweise neue Wirte infizieren.

Um die Chancen einer erfolgreichen Neuinfektion zu verstehen, begannen die Forscher mit dem Aufbau einer Datenbank mit Viren und ihren Säugetierwirten. Einige Viren wurden in mehr als einer Säugetierart gefunden, was bedeutet, dass sie irgendwann in der Vergangenheit die Artengrenze überschritten haben müssen.

Mithilfe einer Rechentechnik namens maschinelles Lernen entwickelten die Forscher ein Modell, das vorhersagen konnte, ob zwei Wirtsarten ein Virus gemeinsam haben.

Je mehr sich zwei Arten geografisch überschneiden, stellten die Forscher fest, desto wahrscheinlicher teilen sie sich ein Virus. Das lag daran, dass die Hosts eher aufeinander trafen, was ihren Viren mehr Möglichkeiten gab, sich zwischen ihnen zu bewegen.

Dr. Carlson und seine Kollegen zeigten auch, dass eng verwandte Arten eher ein Virus teilen als entfernte Verwandte. Das liegt wahrscheinlich daran, dass nahe verwandte Säugetiere in ihrer Biochemie ähnlich sind. Ein Virus, das an die Ausbeutung einer Art angepasst ist, gedeiht eher in einem Verwandten. Es kann auch in der Lage sein, einem Immunsystem zu entkommen, das einem ähnelt, an das es bereits angepasst ist.

Diese Ergebnisse ermöglichten es Dr. Carlson und seinen Kollegen, Vorhersagen darüber zu treffen, was passieren würde, wenn Säugetierarten zum ersten Mal in einer heißeren Welt zusammenkommen.

Unter den 3.139 untersuchten Arten erwarteten die Forscher mehr als 4.000 Fälle, in denen Viren von einer Art zu einer anderen wechseln würden. In einigen Fällen schafft nur ein Virus den Sprung. Aber die Modelle sagten auch voraus, dass sich mehrere Viren, die von einer Art übertragen werden, auf die andere ausbreiten würden.

Welche Viren sich zwischen welchen Arten bewegen würden, konnten die Forscher nicht genau sagen. Was zählt, argumentierten sie, ist das schiere Ausmaß dessen, was kommen wird.

„Wenn Sie versuchen, das Wetter vorherzusagen, sagen Sie nicht einzelne Regentropfen voraus“, sagte Christopher Trisos, Ökologe an der Universität von Kapstadt und Mitautor der neuen Studie. „Sie sagen die Wolken selbst voraus.“

Rachel Baker, eine Krankheitsökologin an der Princeton University, die nicht an der Studie beteiligt war, sagte, dass die Forschung ein wichtiger Schritt nach vorne sei, um zu verstehen, wie sich der Klimawandel auf die gefährlichen Viren der Welt auswirken wird. Frühere Studien haben sich auf einzelne Viren konzentriert, anstatt die ganze Welt zu untersuchen.

„Das ist ein großer Fortschritt“, sagte sie. „Wir wollen so schnell wie möglich wissen, ob es einen Zusammenhang zwischen dem Klimawandel und dem Übergreifen von Krankheitserregern gibt.“

Fledermäuse in Südostasien sind besonders anfällig für diese Übertragungen, fanden die Forscher heraus. Bis jetzt sind viele Fledermausarten in dieser Region auf kleine Verbreitungsgebiete beschränkt und kommen kaum miteinander in Kontakt. Aber wenn sich der Planet erwärmt, werden diese Fledermäuse schnell in geeignete Klimazonen fliegen und auf neue Arten treffen.

Diese Ergebnisse können für den Menschen besonders bedrohlich sein. Wenn Viren zu neuen Wirtsarten gelangen, entwickeln sie sich weiter – und können sich möglicherweise so weiterentwickeln, dass sie Menschen mit größerer Wahrscheinlichkeit infizieren. Das Coronavirus, das SARS im Jahr 2002 verursachte, stammte von chinesischen Hufeisennasen und sprang dann auf eine andere Art über – möglicherweise Marderhunde, die auf chinesischen Tiermärkten verkauft werden – bevor es Menschen infizierte.

Im Februar veröffentlichten Wissenschaftler zwei Studien, in denen behauptet wurde, dass Covid durch eine ähnliche Abfolge von Ereignissen entstanden sei, wobei ein Coronavirus von Fledermäusen zu wilden Säugetieren übersprang, die auf Märkten in Wuhan verkauft wurden, bevor es Menschen infizierte.

„Wir glauben, dass dies aufgrund der von uns vorhergesagten interspezifischen Übertragungsereignisse häufig passieren könnte“, sagte Gregory Albery, Krankheitsökologe an der Georgetown University und Mitautor der neuen Studie.

Als die Forscher untersuchten, wo Säugetiere im Jahr 2070 landen könnten, fanden sie einen weiteren Grund, neue menschliche Epidemien zu erwarten: Sie werden nicht in Wildschutzgebiete wandern. „Es stellt sich heraus, dass dies alle Orte sind, an denen wir Städte gebaut haben“, sagte Dr. Carlson.

Ein seltenes Nagetier, das heute wenig Kontakt mit Menschen hat, könnte ein Virus auf Waschbären übertragen, die bequem in städtischen Gebieten leben. „Das eröffnet diesem Virus einen völlig neuen Weg, sich auf den Menschen auszubreiten“, sagte Dr. Albery.

Dr. Christine Johnson, Epidemiologin an der University of California, Davis, die nicht an der Studie beteiligt war, warnte davor, dass ein so breites Modell keine Details berücksichtigen kann, die einen großen Einfluss auf einzelne Viren haben könnten. „Wir brauchen lokal fundierte Feldstudien, um die Auswirkungen des Klimas auf die Bewegungen von Arten und das Risiko der Übertragung von Krankheiten zu verstehen“, sagte sie.

Klimabedingte Spillover könnten lange vor 2070 beginnen. Schließlich ist der Planet bereits 1,1 Grad Celsius wärmer als im 19. Jahrhundert. In ihrem Computermodell stellten die Forscher fest, dass es bereits genügend Klimawandel gegeben hat, um Viren zu vermischen, obwohl ihr Modell sie nicht auf bestimmte Viren hinweisen lässt, die einen Sprung gemacht haben.

„Die Erwärmung, die wir hatten, war genug, um sie in Gang zu setzen“, sagte Dr. Carlson.

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