Uma pulga d'água não infectada (canto superior direito) e uma pulga d'água infectada (canto inferior esquerdo). Os pesquisadores da IU estudaram o efeito da temperatura na infecção de pulgas d'água, ou Daphnia , pelo fungo patógeno Metschnikowia . Crédito:Meghan Duffy, Universidade de Michigan
Uma nova pesquisa da Universidade de Indiana sugere que os modelos de computador usados para prever a propagação de epidemias de mudanças climáticas - como pragas nas plantações ou surtos de doenças - podem não levar em consideração um fator importante na previsão de sua gravidade.
Um estudo publicado recentemente na revista Ecologia descobriu que patógenos que crescem dentro de organismos em temperaturas mais altas produzem descendentes que causam taxas mais altas de infecção em comparação com patógenos que crescem dentro de organismos em temperaturas mais baixas. Isso sugere que o clima pode causar um "efeito de eco" em patógenos futuros, em última análise, tornando-os mais infecciosos.
"É bem sabido que o meio ambiente pode afetar a prole de várias gerações em plantas e animais, "disse Spencer Hall, professor do Departamento de Biologia da IU Bloomington College of Arts and Sciences, quem é o autor sênior do estudo. "Este estudo é um dos primeiros a sugerir que efeitos semelhantes entre gerações ocorrem em parasitas e patógenos."
O trabalho foi liderado por Marta Strecker Shocket, um Ph.D. aluno no laboratório de Hall no momento do estudo. Hall também é membro do Instituto de Resiliência Ambiental da IU, parte do Grande Desafio IU Preparado para Mudança Ambiental.
"Se as condições ambientais do passado impactarem a frequência ou gravidade de infecções futuras, então, os modelos climáticos atuais não estão levando em consideração um fator importante ao prever as ameaças das mudanças climáticas, "disse Shocket, que agora é pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Stanford. "Isso pode incluir ameaças aos animais, plantas e pessoas. "
A análise dos pesquisadores baseia-se em parte na pesquisa com pulgas d'água conduzida em três lagos de água doce no sul de Indiana, onde o laboratório de Hall coleta amostras desde 2009. Localizado no local de uma antiga mina de carvão na Floresta Estadual de Green-Sullivan em Linton, Indiana, os lagos são conhecidos localmente como Lago Gambill, Lago Clear e Lago Scott.
Marta Shocket, um Ph.D. aluno da IU no momento do estudo, coleta amostras em um lago na Floresta Estadual Greene-Sullivan, no sul de Indiana. Crédito:Cortesia da Indiana University
Pulgas d'água, também conhecido como Daphnia, são pequenos crustáceos que contribuem para a saúde dos lagos, alimentando-se de algas. Sem esses organismos para controlar as algas, um lago pode se degradar rapidamente em uma bebida fermentada que lembra sopa de ervilha.
As pulgas d'água são suscetíveis à infecção de um fungo patógeno chamado Metschnikowia, que se reproduz dentro das pulgas d'água como esporos semelhantes a agulhas que se multiplicam até matá-los e explodir para fora de seus corpos para infectar a próxima geração. Um único outono pode produzir de seis a 10 gerações de esporos, com até 60 por cento das pulgas d'água infectadas no pico da epidemia.
Para o estudo, Shocket conduziu experimentos de laboratório que descobriram que o fungo causou mais infecções quando as temperaturas mais altas foram observadas nas gerações anteriores de pulgas d'água. Ela então conduziu uma pesquisa de campo para comparar os resultados do laboratório com as amostras frescas do lago coletadas no final do outono.
A análise descobriu que um aumento de apenas 6,5 graus Fahrenheit fez com que os esporos do fungo se tornassem duas a cinco vezes mais propensos a infectar um novo hospedeiro.
Shocket disse que pesquisas adicionais são necessárias para explorar esses efeitos em outros sistemas de patógenos, especialmente porque podem ter um impacto na agricultura. Isso ocorre porque o efeito do clima ao longo das gerações nos parasitas é mais provável de ter um impacto sobre os organismos hospedeiros de sangue frio, como as plantas cultivadas ou os insetos que as comem.
O estudo também apresenta métodos matemáticos para prever o efeito das mudanças de temperatura na infecciosidade dos esporos ao longo das gerações. Hall disse que os princípios por trás desses modelos podem potencialmente aprimorar outras simulações que se baseiam em muitos fatores para prever surtos de doenças.
"A tradução de dados observacionais em modelos computacionais é importante no campo da ecologia, uma vez que a natureza é muito confusa, "Ele acrescentou." O refinamento dos algoritmos para prever os riscos do clima é uma etapa crucial em nossa capacidade de nos prepararmos para as mudanças ambientais. "
