Ученые выяснили, почему засуха может усугубить вспышки заболеваний

Фото из открытых источников

Сокращение запасов воды может привести к скоплению людей, диких животных и комаров, создавая неожиданные новые возможности для распространения инфекций. Результаты исследования были опубликованы в журнале Trends in Ecology & Evolution.

Меньшее количество воды должно означать меньшее количество заболеваний. Комарам для размножения необходима стоячая вода, а холера распространяется через загрязненную питьевую воду. Засушливый год должен быть неблагоприятным с точки зрения распространения инфекции.

Но это не то, что происходит постоянно. После самой сильной засухи на Африканском Роге за последние 40 лет последовали крупные вспышки холеры.

Два года спустя необычно засушливое лето на западе Соединенных Штатов совпало с одной из крупнейших вспышек птичьего ботулизма за всю историю наблюдений. Бактериальное отравление унесло жизни более 94 000 гнездящихся и перелетных птиц в районе озера Туле.

Экологи Питер Джонсон из Университета Колорадо в Боулдере и Тара Стюарт Меррилл из Института изучения экосистем Кэри собрали воедино почти 100 исследований, чтобы объяснить, почему это так. Как выяснили исследователи, засуха не просто убирает воду. Она перестраивает все, что зависит от оставшейся воды, и там, где скученность населения наиболее высока, часто увеличивается число инфекций.

«Один из более важных уроков заключается в том, что нам нужно перестать рассматривать засуху просто как „нехватку воды“», — сказал Джонсон.

Засуха, по его словам, меняет всё: от температуры и качества воды до скученности и пищевых цепей, и эти косвенные последствия иногда могут иметь большее значение для распространения болезней, чем сама нехватка воды.

Джонсон столкнулся с проблемой воочию в Калифорнии. Его команда изучает паразита, передающегося через воду, который заставляет зараженных лягушек отращивать дополнительные ноги, и когда в 2014 году штат охватила сильная засуха, пруды, за которыми они наблюдали, сократились в размерах. В оставшейся воде скопилось много лягушек, и их инфекции усугубились и стали встречаться чаще.

«Это заставило нас задуматься о том, почему потеря воды иногда убивает патогены, а в других случаях, наоборот, усиливает их распространение», — сказал Джонсон. «Похоже, что влияние засухи на распространение болезней не является линейным».

Такое же скученность наблюдается везде, где не хватает воды. В Восточной Африке дикие травоядные животные и крупный рогатый скот делят между собой водоемы, которые сохраняются и после засухи, а переносимые ими кишечные паразиты передаются между ними.

Засуха также меняет то, какие виды животных и растений процветают, и комары часто от этого выигрывают. В уменьшающихся прудах становится меньше личинок стрекоз, которые питаются личинками комаров, а оставшиеся теплые, спокойные водоемы хорошо подходят для этих насекомых.

В одном эксперименте было установлено, что в болотах, где вода оставалась в течение лишь части года, численность комаров была в 20 раз выше, чем в болотах, которые никогда не пересыхали. Учёные называют комаров переносчиками: животными, которые передают инфекцию от одного животного к другому.

В Северной Америке два вируса, передаваемые комарами, — вирус Западного Нила и вирус энцефалита Сент-Луиса — стали встречаться чаще, отчасти из-за засухи, а засуха в предыдущем сезоне или году предсказывает вспышки обоих вирусов. Долинная лихорадка, грибковая инфекция, поражающая людей и других животных, распространяется через загрязненную пыль, а в сухие периоды пыли становится еще больше.

Не все микробы выигрывают. Хитридиевый грибок, вызывающий кожную инфекцию, которая способствовала сокращению численности амфибий по всему миру, плохо распространяется в сухих условиях. В Южной Африке длительная засуха привела к тому, что уровень соли в организме превысил допустимый для выживания инвазивного паразитического ракообразного, и рыба, которой он питался, стала здоровее.

«Я не думаю, что наши результаты указывают на какой-либо конкретный патоген как на вероятного единственного „победителя“, и я бы не стал делать таких прогнозов», — сказал Джонсон.

Паразиты, способные переждать засуху или использовать в своих целях животных, которые массово селятся в сокращающихся ареалах обитания, «могут оказаться в особенно выгодном положении», добавил он. Микробы, поражающие многие виды, также менее уязвимы при засухе, затрагивающей хотя бы один из них.

Некоторые паразиты готовы к нехватке ресурсов: один из плоских червей, обитающий на пустынных жабах, размножается в ту единственную ночь в году, когда размножаются и сами жабы. Сначала возникают очаги возгорания, а потери приходят позже.

Оба эффекта могут проявляться в одних и тех же прудах с разницей в несколько лет. Во время засухи в Калифорнии с 2013 по 2015 год команда Джонсона отслеживала трех паразитов тихоокеанских хорусных лягушек.

В 2014 году четверть наблюдаемых ими водно-болотных угодий полностью высохла, а число заражений среди оставшихся лягушек увеличилось, что в точности соответствует прогнозам, основанным на эффекте перенаселения. К 2015 году паразиты начали проигрывать. Заражение повсеместно сократилось: исчезло так много прудов, что популяция самих паразитов начала уменьшаться. Местный водоем не смог компенсировать нехватку воды в ландшафте.

Засуха в районе Африканского Рога создала условия, схожие с условиями для распространения холеры. По мере того, как миллионы людей были вынуждены покинуть свои дома, а санитарные условия ухудшались, семьи ютились вокруг немногих оставшихся источников воды, что увеличивало риск загрязнения.

В высокогорных районах Индонезии сильная засуха привела к увеличению смертности от малярии сразу по двум причинам.

Нехватка продовольствия и воды вынудила людей переселиться в более низкие районы, где малярия встречается чаще, а пересохшие ручьи превратились в стоячие лужи, необходимые личинкам комаров. В результате вспышки погибло 554 человека.

Джонсон предложил отправную точку для медицинских учреждений в засушливых регионах. «Я бы уделил особое внимание местам, где засуха меняет взаимодействие людей, животных или переносчиков болезней с оставшейся водой», — сказал он.

Почти две трети континентальной части Соединенных Штатов столкнулись с засухой в 2026 году. По подсчетам Организации Объединенных Наций, более 77% земной поверхности за последние десятилетия стали более засушливыми.

Никто не может предсказать сроки. Последствия засухи для болезней могут проявиться в течение сезона или лишь спустя годы, и в обзоре этот вопрос рассматривается как открытый.

«Хотя значительное внимание в контексте борьбы с болезнями, вызванными изменением климата, уделяется температуре, и это вполне обоснованно, последствия засухи не менее драматичны, но зачастую более скрытны», — сказал Джонсон. «Засухи могут развиваться годами, поэтому всегда сложно понять причинно-следственные связи».

Биологи уже измеряют, как паразит функционирует в широком диапазоне температур. Джонсон и Стюарт Меррилл хотят получить аналогичные кривые для высыхания: как паразит справляется с влажностью или с периодом без воды.

В обзоре также содержится просьба провести эксперименты по намеренному осушению прудов и наблюдению за ними в течение достаточно длительного времени, чтобы выявить отложенные эффекты. Подобные эксперименты пока редки. Пока они не начнутся, каждая новая засуха — это эксперимент в полном масштабе и без каких-либо контрольных условий.