Francisco Bozinovic - El cambio climático y la biología funcional de los organismos

Cambio climático y enfermedades

La emergencia de enfermedades nuevas o presuntamente erradicadas producto del cambio climático es de gran preocupación para los científicos y la humanidad en general.

En este libro se muestra que la temperatura del aire como de la superficie de masas de agua tienen importantes influencias sobre los insectos vectores de enfermedades infecciosas. De particular importancia son las especies de mosquitos vectores, que propagan malaria y enfermedades virales como el dengue y la fiebre amarilla. Sin embargo, extremos climáticos con condiciones muy calientes y secas pueden reducir la supervivencia del mosquito. Así, la incidencia de enfermedades transmitidas por mosquitos, incluyendo la malaria, el dengue y las encefalitis virales, se encuentran entre las enfermedades más sensibles a cambios rápidos en clima. Se sabe que la malaria, que mata a unas 650.000 personas al año, prospera en las zonas calurosas y húmedas donde puede vivir el mosquito Anopheles. A medida que las temperaturas aumentan, los territorios donde el mosquito y el parásito de la malaria viven, probablemente se expandirá, poniendo a más personas en riesgo. En Estados Unidos, por ejemplo, la fiebre del dengue se ha restablecido en los Cayos de la Florida, a pesar de que esta enfermedad había sido erradicada hace décadas. Se predice que las enfermedades tropicales surgirán de nuevo en un mundo más cálido, pues se aceleran los ciclos huésped-parásito. Esto es tan dramático que incluso en el Ártico, que se está calentando más rápidamente que cualquier otra región del planeta, las temperaturas más altas permiten que los parásitos como el gusano pulmonar, que afecta a los bueyes almizcleros, se desarrollen más rápidamente y se transmitan durante períodos más largos. En síntesis, el cambio climático afectaría directamente la transmisión de las enfermedades emergentes cambiando el rango geográfico del o los vectores de las enfermedades, aumentando las tasas reproductivas y acortando el período de incubación del patógeno. Además, la susceptibilidad de la población humana a las infecciones puede agravarse aún más por la desnutrición debida al estrés climático sobre la producción agrícola y a las posibles alteraciones en el sistema inmune humano causadas por el incremento en la radiación ultravioleta.

Recientemente, investigadores chinos analizaron una amplia base de datos examinando las evidencias científicas del impacto del cambio climático en la aparición de enfermedades infecciosas humanas. Basándose en publicaciones entre los años 1990 y 2015, concluyeron que las evidencias de vulnerabilidad de los seres humanos a los impactos potenciales para la salud por el cambio climático son claras. Al respecto recomendaron lo siguiente: 1) Desarrollar más explicaciones con base científica sólida sobre la asociación entre el cambio climático y las enfermedades infecciosas, 2) Mejorar la predicción del proceso espacial y temporal del cambio climático y los cambios asociados en las enfermedades infecciosas y 3) Establecer sistemas locales de alerta temprana eficaces para los efectos del cambio climático en la emergencia de enfermedades.

En Chile, investigadores de diferentes universidades predicen que si hay un aumento en 2 a 3 °C en promedio, la población en riesgo para el paludismo o malaria aumentará entre el 3 y el 5 %, lo que indica un aumento en millones de nuevas infecciones cada año. El mecanismo que está detrás de este patrón sería el siguiente: un aumento en la temperatura ambiente causa que se acorte el ciclo de vida de los mosquitos (el vector), aumentando la frecuencia de alimentación y permitiendo la replicación del patógeno que alberga. Además, un aumento en las lluvias, lo que a su vez aumenta el número de reproductores, incrementa las posibilidades de exposición a la población humana. Por esta razón, es crucial poseer programas de monitoreo de las poblaciones de mosquitos, determinar variables bioclimáticas y estimar los parámetros epidemiológicos de importancia en la transmisión de sus enfermedades. En síntesis, el efecto del cambio climático sobre las poblaciones de animales, incluidos los vectores y reservorios de potencial zoonótico —es decir, de la infección de los insectos que es transmisible al ser humano— es un problema latente y emergente que requiere una gran cantidad de investigación interdisciplinaria.

En efecto, analizar el papel del clima en la aparición de enfermedades infecciosas necesita de cooperación interdisciplinaria entre médicos, climatólogos, biólogos y científicos sociales. El aumento de la vigilancia de las enfermedades, el modelado integrado y el uso de sistemas de datos geográficos proporcionarán más medidas de anticipación por parte de las autoridades de la salud. Entender los vínculos entre los cambios climáticos y ecológicos, como determinantes de la aparición y redistribución de las enfermedades, ayudará en última instancia a optimizar las estrategias preventivas.

Los insectos no son los únicos animales que transmiten enfermedades infecciosas a los humanos. Los roedores, que habitan en regiones templadas, actúan como reservorios para varias otras enfermedades. Las enfermedades transmitidas por roedores se asocian con inundaciones, incluyendo leptospirosis y enfermedades hemorrágicas virales. Otras enfermedades asociadas con roedores y garrapatas, y que muestran asociaciones con la variabilidad climática, incluyen la enfermedad de Lyme, la encefalitis transmitida por garrapatas y el conocido síndrome pulmonar de hantavirus.

Las plantas no están ajenas a este tipo de fenómenos. Es conocido que las nuevas condiciones climáticas a las que se enfrentan las plantas las predisponen al ataque de hongos y bacterias patógenas que comprometen su subsistencia en el tiempo. Un ejemplo muy cercano en Chile existe con la Araucaria o Pehuén. Causó alarma en diferentes esferas sociales la mortandad masiva y prevalencia de individuos enfermos en varias poblaciones de Araucaria tanto en la cordillera de la Costa como en los Andes. Las investigaciones realizadas han demostrado que la sequía cada vez más prolongada a la que han estado sometidas estas poblaciones las ha tornado más susceptibles al ataque de hongos patógenos que finalmente causan la muerte de los árboles afectados. El estudio de la fisiología de la planta frente a condiciones de estrés y su relación con la susceptibilidad a enfermedades ha sido clave en dilucidar el fenómeno detrás de la mortandad masiva de Araucarias en el sur de Chile.

Conclusiones

La aplicación de la teoría y herramientas biológicas para dilucidar las causas de los problemas ambientales actuales no es nueva. Sin embargo, hay una renovada apreciación de la importancia de integrar, por ejemplo, el conocimiento fisiológico en los modelos ecológicos para predecir con mayor exactitud los impactos de los cambios globales sobre los organismos, la biodiversidad, la salud pública y las políticas sociales. En Chile la investigación fisiológica vinculada a dar respuestas a los enigmas que plantea el cambio climático lleva algunas décadas. Esto hizo plantearnos editar este compendio de trabajos seleccionados con ejemplos particulares en Chile. Esperamos que este documento sirva de motivación para que otros grupos de trabajos llenen los vacíos en la emergente ciencia del cambio global que aún no incorpora plenamente los mecanismos que explican la sensibilidad, la resiliencia y el potencial de adaptación al cambio climático de especies nativas y cultivadas, ni de las poblaciones humanas enfrentadas a diferentes escenarios globales.

Agradecimientos. Financiado por 1190007, CONICYT PIA/BASAL FB 0002 y FIA PYT-2018-00058 a FB.

CAPÍTULO 1

Clima, ambientes variables y tolerancias térmicas

Grisel Cavieres1, Pablo Sabat1,2 & Francisco Bozinovic1