Muggenvectorpopulaties die voldoende zijn om de overdracht van malaria in stand te houden, komen voor binnen een bepaald bereik van temperaturen en vochtigheid die geschikt zijn voor hun overleving en voortplanting. De parasiet heeft ook geschikte temperaturen nodig om de levensfasen van de mug te voltooien. En muggen hebben oppervlaktewater nodig om zich in te kunnen voortplanten. Deze omstandigheden moeten lang genoeg duren om muggen- en parasietenpopulaties te laten groeien.

Een groot deel van het ten zuiden van de Sahara gelegen deel van Afrika biedt precies deze omstandigheden. Factoren zoals volksgezondheidsinterventies, landgebruik, verstedelijking en kwaliteit van huisvesting bepalen ook de overdracht en de lokale ziektelast. Maar een geschikt klimaat is een grote factor bij het verklaren van de laatst beschikbare gegevens (vanaf 2022). Hieruit blijkt dat 94% van de 249 miljoen mondiale malariagevallen in Afrika worden geregistreerd en dat bijna alle 608.000 mondiale malariadoden jaarlijks op het continent plaatsvinden.

De klimaatverandering zal in sommige gebieden waarschijnlijk een verschuiving veroorzaken in de geschiktheid voor transmissie.

Het is vrij eenvoudig om het effect van veranderende temperaturen op malaria te modelleren door gebruik te maken van klimaatgegevens en het thermische bereik van vector en parasiet. Neerslaggegevens zijn minder nuttig, omdat muggen broeden in ondiep, langzaam bewegend of stilstaand water, vaak in zeer kleine waterlichamen zoals plassen. En regen blijft normaal gesproken niet waar het landt. Dit is waar hydrologie (de studie van de beweging van water en hoe het wordt verdeeld) nuttig wordt bij het modelleren.

We maken deel uit van een interdisciplinair team dat zojuist een nieuwe reeks schattingen heeft gepubliceerd voor de toekomstige geschiktheid van malaria op het Afrikaanse continent in het tijdschrift Science . Ons werk omvat de dynamiek van waterstromen en opslagplaatsen die de broedlocaties kunnen beïnvloeden. De resultaten geven een nauwkeuriger beeld dan voorheen van waar het malaria-overdrachtsseizoen langer of korter kan worden naarmate het klimaat verandert.

We ontdekten dat de algehele geschiktheid voor malaria zal afnemen, vooral in West-Afrika. Maar andere gebieden, met name riviercorridors en uiterwaarden, zullen geschikter worden voor de overdracht van malaria. Er wordt de komende 25 jaar in heel Afrika een enorme bevolkingsgroei verwacht, vaak in de buurt van rivieren. Dit betekent dat het aantal mensen dat in potentieel malaria-endemische gebieden woont (die meer dan negen maanden per jaar geschikt zijn voor overdracht) tegen 2100 zal toenemen tot meer dan een miljard.

Samen met kennis van de voorkeuren voor de voortplantingshabitat van specifieke muggen en hun menselijke bijtvoorkeuren (binnen of buiten, in de schemering of 's nachts), kan deze informatie helpen bij het doelgericht opstellen en afstemmen van malariabestrijdingsplannen.

Volg het water

Voortbouwend op onze eerdere pilotstudie, gepubliceerd in 2020, hebben we in deze nieuwe studie zeven mondiale hydrologische modellen gebruikt. Elke proef werd uitgevoerd met behulp van vier klimaatmodellen. We hebben naar verschillende mogelijke toekomsten gekeken door een scenario met lage, gemiddelde en hoge emissies voor broeikasgassen op te nemen.

Dankzij deze aanpak kunnen we nu veel hydrologische processen meenemen, zoals het indringen van water in de aarde, het verdampen van water terug in de atmosfeer en het stromen van water door het landschap in grote rivieren.

Dit biedt de meest geavanceerde weergave tot nu toe van potentiële broedplaatsen voor malariavectoren in heel Afrika en hoe deze in de toekomst zouden kunnen veranderen.

Er ontstaat een nieuw beeld

Onze modellen schetsen een complex en realistisch patroon van de geschiktheid van malaria-overdracht, vandaag en in de toekomst. In tegenstelling tot eerder onderzoek benadrukt ons model waterwegen en uiterwaarden als potentieel geschikte broedplaatsen voor muggen, vaak aan de rand ervan of in geïsoleerde waterlichamen in de buurt.

De Nijlcorridor in Egypte is bijvoorbeeld weggelaten in eerdere thermische en regenvalmodellen. Maar wanneer de hydrologie erbij wordt betrokken, zoals in ons onderzoek, wordt voorspeld dat het gebied zeer geschikt is voor de overdracht van malaria.

Egypte is momenteel malariavrij dankzij uitgebreide controle-inspanningen. Niettemin blijft het klimaatgeschikt en zijn er nog steeds malariamuggen te vinden. We weten dat malaria daar tot de jaren negentig aanwezig was en er zijn zelfs sporen van de malariaparasiet gevonden in oude Egyptische mummies.

Wijzigende geschiktheid

Over het geheel genomen hebben we vastgesteld dat tegen 2100 in het grootste deel van Afrika een algemene afname van de geschiktheid voor malaria wordt verwacht. Het toekomstige klimaat zal steeds vaker te warm of te droog zijn voor malaria-overdracht het hele jaar door.

De belangrijkste locatie van deze daling situeert zich in West-Afrika rond Gambia. Het strekt zich op die breedtegraad over het hele continent uit tot aan Zuid-Soedan. We zien ook kleinere dalingen in geschiktheid in zuidelijk Afrika rond Botswana en Zimbabwe.

Deze verkorting van de lengte van het transmissieseizoen is ook te zien in eerdere onderzoeken waarbij regenval als oppervlaktewater werd gebruikt. Maar het gebruik van hydrologische modellen onthult meer geconcentreerde en grotere verkortingen in de seizoensduur. De verminderde geschiktheid was het meest uitgesproken in het scenario met hoge emissies voor broeikasgassen.

Cruciaal was echter dat de uitkomst in ons hydrologiegestuurde model bijzonder gevoelig was voor de toekomstige uitstoot van broeikasgassen.

Er wordt verwacht dat sommige gebieden, vooral rond de hooglanden van Ethiopië, tegen 2100 in geschiktheid zullen toenemen als gevolg van de stijging van de temperatuur in de koelere bergen. We kunnen ook een toename zien in de geschiktheid van malaria na de loop van de Oranjerivier in Zuid-Afrika, waar lokale malariaplannen gericht zijn op het voorkomen van herintroductie van overdracht langs de rivier.

Is dit goed nieuws?

Het terugdringen van de malariageschiktheid in Afrika is een goede zaak. Maar als het klimaat te warm of te droog is voor de malariaparasiet of mug om te overleven, zullen er andere nadelige gevolgen zijn, vooral voor de watervoorziening en de landbouw. Door waterstromen mee te nemen in de schattingen van de geschiktheid voor malaria, kunnen we de interacties met deze andere sectoren directer gaan onderzoeken.

Journaalinformatie: Wetenschap

Aangeboden door The Conversation

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.