علم البيئة المرضي

علم البيئة المرضي هو فرع من فروع علم البيئة يهتم بآليات وأنماط وتأثيرات العلاقة بين العامل الممرض والمضيف، خاصة تلك المتعلقة بالأمراض المعدية. فمثلًا، يدرس علم البيئة المرضي كيفية انتشار الطفيليات وتأثير مجموعات ومجتمعات الحياة البرية عليها. من خلال دراسة تدفق الأمراض داخل البيئة الطبيعية، يسعى العلماء إلى فهم أفضل لكيفية تأثير التغيرات في بيئتنا على كيفية انتقال مسببات الأمراض. لذلك، يسعى علم بيئة الأمراض إلى فهم الروابط بين التفاعلات البيئية وتطور المرض. تتزايد الأمراض المعدية الجديدة الناشئة والمتجددة (التي تصيب كل من الحياة البرية والبشر) بمعدلات غير مسبوقة، ويترافق ذلك بتأثيرات دائمة على الصحة العامة وصحة النظام البيئي والتنوع الحيوي.

العوامل المؤثرة في انتشار الأمراض

تؤدي العدوى الطفيلية، جنبًا إلى جنب مع بعض الأمراض المنقولة بالعوامل الممرضة دورًا هامًا في الحياة البرية وقد تملك آثارًا صحية شديدة على أفراد ومجموعات معينة. تزيد التفاعلات المستمرة بين العائل والطفيلي من أهمية ودور علم البيئة المرضي في الحفاظ على البيئة.

العوامل البيئية

العوامل البيئية التي يمكن أن تحدد استمرار وانتشار الأمراض هي عدد السكان وكثافتهم وتكوينهم. يعد حجم المجتمع المضيف مهمًا في سياق التفاعلات بين الطفيليات والمضيف نظرًا لأن انتشار الأمراض يحتاج إلى عدد سكان مضيف كبير بما يكفي للحفاظ على استمرارية هذه التفاعلات. ستؤثر صحة عموم السكان أيضًا على الطريقة التي تنتقل بها الطفيليات والأمراض بينهم. بالإضافة إلى ذلك، قد تؤثر ديناميكيات المنافسة والافتراس في النظام البيئي على كثافة العوائل المحتملة التي يمكن أن تزيد أو تحد من انتشار الأمراض.

التفاعلات بين المفترس والفريسة

في بعض الحالات عندما يضعف الطفيلي حيوانًا ما، يصبح فريسة أسهل للأنواع المفترسة. في بعض الأحيان، تفضل الحيوانات المفترسة إطعام الفريسة المريضة أو المصابة على الرغم من أنها تحمل طفيليًا لأنها ستكسب بذلك فرصة أكبر لحصولها على فريسة ضعيفة. بدون وجود أنواع مفترسة، من المحتمل أن تتجاوز أنواع الفرائس الأعداد التي يمكن التحكم فيها، مما سيؤدي إلى الانتشار السريع لمسببات الأمراض عند جميع الفرائس. سيزداد عدد العوائل المتاحة في حال عدم التخلص من الفرائس المصابة نتيجة نقص عدد المفترسين. ومع ذلك، يوجد بعض المواقف التي يمكن أن يؤدي فيها الافتراس إلى إثارة مسببات أمراض معينة كانت هاجعة في السابق مما يؤدي إلى وباء لم يكن ليحدث لولا ذلك. تستطيع بعض الطفيليات البقاء على قيد الحياة بعد استهلاك الأنواع المضيفة مما يؤدي إلى انتشار الطفيلي في فضلات المفترس، مما سيساعد على استمرار انتشار المرض.

التطفل

يعتبر التطفل أمرًا مهمًا جدًا في علم البيئة المرضي لأنه يؤثر على الطريقة التي يتصرف بها السكان كونهم حاملين للأمراض. قد تغير هذه الأمراض توقيت الأحداث، والدورات الحيوية الجيولوجية الكيميائية. تستطيع الطفيليات الحد من النمو السكاني وتكاثر الأنواع مما قد يؤدي إلى تحول في توازن النظام البيئي. تؤثر الطفيليات بطرق أخرى على الأنظمة البيئية من خلال تأثيرها على دورات المغذيات. تستطيع الطفيليات إحداث اختلالات في عناصر النظام البيئي من خلال العلاقة التي تربطها بالمضيف والنظام الغذائي له.

العوامل البيولوجية

تشمل العوامل البيولوجية التي يمكن أن تحدد استمرار الأمراض المعايير المتعلقة بمستوى الفرد بين السكان (كائن حي واحد). يوجد فروق بين الجنسين تؤثر بشكل سائد في انتقال المرض. فمثلًا ذكور المنك الأمريكي أكبر ويسافرون لمسافات أوسع، مما يجعلهم أكثر عرضة للتلامس مع الطفيليات والأمراض. قد يؤثر عمر الأنواع المضيفة على معدل انتقال الأمراض أيضًا. فالأفراد الأصغر سنًا لم يكتسبوا بعد مناعة القطيع، وبالتالي سيكونون أكثر عرضة للإصابة بالعدوى الطفيلية.

العوامل البشرية

قد تكون العوامل البشرية السبب وراء انتشار بعض الأمراض من خلال التدخل في أو نقل الحياة البرية بهدف حفظها. بالإضافة إلى ذلك، يساعد النشاط البشري على تغيير الطريقة التي تنتقل بها الأمراض عبر البيئة الطبيعية.

أمثلة بارزة في علم البيئة المرضي

الملاريا

الملاريا هي مرض تنقله أنثى بعوضة الأنوفيلة، وتنتشر في الغالب في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى وهي مشكلة صحية عامة طويلة الأمد. الملاريا مرض تؤثر عليه العوامل المناخية بشدة، وبالتالي سيكون لتغير المناخ تأثير ملحوظ على انتقال المرض. مع ارتفاع درجات الحرارة، تكتمل المرحلة التناسلية لطفيلي البلازموديوم، داخل أمعاء البعوضة. سيضمن هذا إصابة أنثى البعوضة بالعدوى قبل نهاية عمرها الافتراضي. يعتبر هطول الأمطار أيضًا عاملًا حاسمًا في تكاثر وانتقال الملاريا. مع تأثير تغير المناخ على أنماط هطول الأمطار المنتظمة، وجدت الدراسات أن إمكانية تكاثر البعوض قد تزداد كنتيجة مباشرة لتغير المناخ.

مرض لايم

مرض لايم هو أكثر الأمراض المنقولة بالقراد شيوعًا في جميع أنحاء الولايات المتحدة وأوروبا مع ما يقدر بنحو 476 ألف حالة في أوروبا و200 ألف حالة في الولايات المتحدة سنويًا. توصلت الدراسات مؤخرًا إلى أن هناك خطرًا متزايدًا للإصابة بمرض لايم في جنوب كندا بسبب توسع انتشار ناقل القراد (قرادة الغزال)، وهو المسؤول عن نقل المرض. يؤدي تغير المناخ إلى فصول شتاء أكثر اعتدالًا وامتداد موسم الربيع والخريف؛ وتؤدي هذه العوامل إلى امتداد المناطق التي يستطيع القراد العيش فيها مثل في خطوط العرض العليا (حيث لا يوجد عادة). ظهرت العدوى البشرية لمرض لايم بشكل متزايد في أجزاء جنوبية معينة من المقاطعات الكندية مثل أونتاريو وكيبيك ومانيتوبا ونوفا سكوشا. وفقًا للدراسات الكندية المنشورة، تساهم العوامل البيئية الأخرى في توسيع نطاق قرادة الغزال والذي يتضمن إدخال الناقل من خلال الطيور المهاجرة وكثافة أعداد الغزلان.

فيروس غرب النيل

ينتقل فيروس غرب النيل بين البعوض والطيور الجارحة بما في ذلك النسور والصقور والبوم. في الولايات المتحدة، يُدرَس فيروس غرب النيل بشكل متزايد في نيويورك وكونيتيكت بسبب تأثيرات تغير المناخ على اثنين من ناقلات الأمراض التي تحمل الفيروس. يعمل تغير المناخ على تعزيز التهجين بين اثنين من نواقل البعوض (البعوضة خماسية الخطوط، والبعوضة المنزلية الشمالية)، والذي قد يكون له تأثير على التركيب الجيني لهما، مما يزيد من فعاليتهما في نقل الأمراض ويزيد من قدرتهما على التكيف مع الظروف المناخية المختلفة.

المراجع

معلومات المراجع

• Ahmed, Sohel; Dávila, Julio D.; Allen, Adriana; Haklay, Mordechai (MUKI); Tacoli, Cecilia; Fèvre, Eric M. (2019). "Does urbanization make emergence of zoonosis more likely? Evidence, myths and gaps". Environment and Urbanization (بالإنجليزية). 31 (2): 443–460. DOI:10.1177/0956247819866124. ISSN:0956-2478. PMC:6798138. PMID:31656370.
• Anderson, R. M. (1978). "The regulation of host population growth by parasitic species". Parasitology (بالإنجليزية). 76 (2): 119–157. DOI:10.1017/S0031182000047739. ISSN:1469-8161. PMID:652386.
• Bernot، Randall J. (2013). "Parasite–host elemental content and the effects of a parasite on host-consumer-driven nutrient recycling". Freshwater Science. ج. 32 ع. 1: 299–308. DOI:10.1899/12-060.1. ISSN:2161-9549. S2CID:84997994.
• Bouchard، Catherine؛ Leonard، Erin؛ Koffi، Jules Konan؛ Pelcat، Yann؛ Peregrine، Andrew؛ Chilton، Neil؛ Rochon، Kateryn؛ Lysyk، Tim؛ Lindsay، L. Robbin؛ Ogden، Nicholas Hume (2015). "The increasing risk of Lyme disease in Canada". The Canadian Veterinary Journal. ج. 56 ع. 7: 693–699. ISSN:0008-5286. PMC:4466818. PMID:26130829.
• Bradley, Catherine A.; Altizer, Sonia (2007). "Urbanization and the ecology of wildlife diseases". Trends in Ecology & Evolution (بالإنجليزية). 22 (2): 95–102. DOI:10.1016/j.tree.2006.11.001. ISSN:0169-5347. PMC:7114918. PMID:17113678.
• Cáceres, Carla E.; Knight, Christine J.; Hall, Spencer R. (2009). "Predator–spreaders: Predation can enhance parasite success in a planktonic host–parasite system". Ecology (بالإنجليزية). 90 (10): 2850–2858. DOI:10.1890/08-2154.1. ISSN:1939-9170. PMID:19886493.
• Crowl, Todd A.; Crist, Thomas O.; Parmenter, Robert R.; Belovsky, Gary; Lugo, Ariel E. (2008). "The spread of invasive species and infectious disease as drivers of ecosystem change". Frontiers in Ecology and the Environment (بالإنجليزية). 6 (5): 238–246. DOI:10.1890/070151. ISSN:1540-9309.
• Dasgupta, Shouro (2018). "Burden of climate change on malaria mortality". International Journal of Hygiene and Environmental Health (بالإنجليزية). 221 (5): 782–791. DOI:10.1016/j.ijheh.2018.04.003. ISSN:1438-4639. PMID:29706437. S2CID:13966938.
• Dillon, Michael E.; Wang, George; Huey, Raymond B. (2010). "Global metabolic impacts of recent climate warming". Nature (بالإنجليزية). 467 (7316): 704–706. Bibcode:2010Natur.467..704D. DOI:10.1038/nature09407. ISSN:0028-0836. PMID:20930843. S2CID:4428005.
• Dobson, Andy (2009). "Climate variability, global change, immunity, and the dynamics of infectious diseases". Ecology (بالإنجليزية). 90 (4): 920–927. DOI:10.1890/08-0736.1. ISSN:0012-9658. PMID:19449686.
• Duffy, Meghan A. (2009). "Staying alive: The post-consumption fate of parasite spores and its implications for disease dynamics". Limnology and Oceanography (بالإنجليزية). 54 (3): 770–773. Bibcode:2009LimOc..54..770D. DOI:10.4319/lo.2009.54.3.0770. ISSN:1939-5590. S2CID:86555551.
• Gray, J. S.; Dautel, H.; Estrada-Peña, A.; Kahl, O.; Lindgren, E. (2009). "Effects of Climate Change on Ticks and Tick-Borne Diseases in Europe". Interdisciplinary Perspectives on Infectious Diseases (بالإنجليزية). 2009: e593232. DOI:10.1155/2009/593232. ISSN:1687-708X. PMC:2648658. PMID:19277106.
• Hatcher, Melanie J.; Dick, Jaimie T. A.; Dunn, Alison M. (2006). "How parasites affect interactions between competitors and predators". Ecology Letters (بالإنجليزية). 9 (11): 1253–1271. DOI:10.1111/j.1461-0248.2006.00964.x. ISSN:1461-0248. PMID:17040328.
• Hawley, Dana M.; Altizer, Sonia M. (2011). "Disease ecology meets ecological immunology: understanding the links between organismal immunity and infection dynamics in natural populations". Functional Ecology (بالإنجليزية). 25 (1): 48–60. DOI:10.1111/j.1365-2435.2010.01753.x. ISSN:1365-2435.
• Hoberg، Eric P.؛ Brooks، Daniel R. (2015). "Evolution in action: climate change, biodiversity dynamics and emerging infectious disease". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. ج. 370 ع. 1665: 20130553. DOI:10.1098/rstb.2013.0553. PMC:4342959. PMID:25688014.
• Hudson، Peter J.؛ Dobson، Andrew P.؛ Newborn، David (1992). "Do Parasites make Prey Vulnerable to Predation? Red Grouse and Parasites". Journal of Animal Ecology. ج. 61 ع. 3: 681–692. DOI:10.2307/5623. ISSN:0021-8790. JSTOR:5623.
• Johnson، Pieter T. J.؛ Ostfeld، Richard S.؛ Keesing، Felicia (2015). "Frontiers in research on biodiversity and disease". Ecology Letters. ج. 18 ع. 10: 1119–1133. DOI:10.1111/ele.12479. PMC:4860816. PMID:26261049.
• Keesing, Felicia; Ostfeld, Richard S. (2021). "Impacts of biodiversity and biodiversity loss on zoonotic diseases". Proceedings of the National Academy of Sciences (بالإنجليزية). 118 (17): e2023540118. Bibcode:2021PNAS..11823540K. DOI:10.1073/pnas.2023540118. ISSN:0027-8424. PMC:8092607. PMID:33820825.
• Keller, Reuben P.; Geist, Juergen; Jeschke, Jonathan M.; Kühn, Ingolf (2011). "Invasive species in Europe: ecology, status, and policy". Environmental Sciences Europe (بالإنجليزية). 23 (1): 23. DOI:10.1186/2190-4715-23-23. ISSN:2190-4715. S2CID:4508469.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link)
• Keyel, Alexander C.; Raghavendra, Ajay; Ciota, Alexander T.; Timm, Oliver Elison (2021). "West Nile virus is predicted to be more geographically widespread in New York State and Connecticut under future climate change". Global Change Biology (بالإنجليزية). 27 (21): 5430–5445. DOI:10.1111/gcb.15842. ISSN:1365-2486. PMID:34392584. S2CID:237093429.
• Kołodziej-Sobocińska, Marta (2019). "Factors affecting the spread of parasites in populations of wild European terrestrial mammals". Mammal Research (بالإنجليزية). 64 (3): 301–318. DOI:10.1007/s13364-019-00423-8. ISSN:2199-241X. S2CID:71144806.
• Lafferty، Kevin D. (2009). "The ecology of climate change and infectious diseases". Ecology. ج. 90 ع. 4: 888–900. DOI:10.1890/08-0079.1. ISSN:0012-9658. PMID:19449681.
• Lindsay, S. W.; Birley, M. H. (1996). "Climate change and malaria transmission". Annals of Tropical Medicine & Parasitology (بالإنجليزية). 90 (5): 573–588. DOI:10.1080/00034983.1996.11813087. ISSN:0003-4983. PMID:9039269.
• Marques، Adriana R.؛ Strle، Franc؛ Wormser، Gary P. (2021). "Comparison of Lyme Disease in the United States and Europe". Emerging Infectious Diseases. ج. 27 ع. 8: 2017–2024. DOI:10.3201/eid2708.204763. ISSN:1080-6040. PMC:8314816. PMID:34286689.
• McCord, G.C. (2016). "Malaria ecology and climate change". The European Physical Journal Special Topics (بالإنجليزية). 225 (3): 459–470. Bibcode:2016EPJST.225..459M. DOI:10.1140/epjst/e2015-50097-1. ISSN:1951-6401. S2CID:55978131.
• Mordecai, Erin A.; Ryan, Sadie J.; Caldwell, Jamie M.; Shah, Melisa M.; LaBeaud, A. Desiree (2020). "Climate change could shift disease burden from malaria to arboviruses in Africa". The Lancet Planetary Health (بالإنجليزية). 4 (9): e416–e423. DOI:10.1016/S2542-5196(20)30178-9. ISSN:2542-5196. PMC:7490804. PMID:32918887.
• Morand, Serge (2018), Hurst, Christon J. (ed.), "Biodiversity and Disease Transmission", The Connections Between Ecology and Infectious Disease, Advances in Environmental Microbiology (بالإنجليزية), Cham: Springer International Publishing, vol. 5, pp. 39–56, DOI:10.1007/978-3-319-92373-4_2, ISBN:978-3-319-92373-4, Retrieved 2021-11-21
• Ogden، Nicholas H. (2017). "Climate change and vector-borne diseases of public health significance". FEMS Microbiology Letters. ج. 364 ع. 19. DOI:10.1093/femsle/fnx186. ISSN:1574-6968. PMID:28957457.
• Ostfeld, Richard S. (2015), "Disease Ecology", Ecology (بالإنجليزية), Oxford University Press, DOI:10.1093/obo/9780199830060-0128, ISBN:978-0-19-983006-0, Retrieved 2021-12-07
• Packer, Craig; Holt, Robert D.; Hudson, Peter J.; Lafferty, Kevin D.; Dobson, Andrew P. (2003). "Keeping the herds healthy and alert: implications of predator control for infectious disease". Ecology Letters (بالإنجليزية). 6 (9): 797–802. DOI:10.1046/j.1461-0248.2003.00500.x. ISSN:1461-0248.
• Pascual, Mercedes; Rodó, Xavier; Ellner, Stephen P.; Colwell, Rita; Bouma, Menno J. (2000). "Cholera Dynamics and El Niño-Southern Oscillation". Science (بالإنجليزية). 289 (5485): 1766–1769. Bibcode:2000Sci...289.1766P. DOI:10.1126/science.289.5485.1766. ISSN:0036-8075. PMID:10976073.
• Patz, J.A.; Githeko, A.K.; McCarty, J.P.; Hussain, S.; Confalonieri, U.; De Wet, N. (2003). "Climate change and infectious diseases". In McMichael, A. J.; Campbell-Lendrum, D. H.; Corvalan, C. F.; Ebi, K. L.; Githeko, A.; Scheraga, J. D.; Woodward, A. (eds.). Climate Change and Human Health: Risks and Responses (بالإنجليزية). World Health Organization. pp. 103–132. ISBN:978-92-4-156248-5.
• Plowright, Raina K.; Sokolow, Susanne H.; Gorman, Michael E.; Daszak, Peter; Foley, Janet E. (2008). "Causal inference in disease ecology: investigating ecological drivers of disease emergence". Frontiers in Ecology and the Environment (بالإنجليزية). 6 (8): 420–429. DOI:10.1890/070086. ISSN:1540-9309.
• Pongsiri، Montira J.؛ Roman، Joe؛ Ezenwa، Vanessa O.؛ Goldberg، Tony L.؛ Koren، Hillel S.؛ Newbold، Stephen C.؛ Ostfeld، Richard S.؛ Pattanayak، Subhrendu K.؛ Salkeld، Daniel J. (2009). "Biodiversity Loss Affects Global Disease Ecology". BioScience. ج. 59 ع. 11: 945–954. DOI:10.1525/bio.2009.59.11.6. ISSN:1525-3244. S2CID:47637829.
• Preston, Daniel L.; Mischler, John A.; Townsend, Alan R.; Johnson, Pieter T. J. (2016). "Disease Ecology Meets Ecosystem Science". Ecosystems (بالإنجليزية). 19 (4): 737–748. DOI:10.1007/s10021-016-9965-2. ISSN:1435-0629. S2CID:14162302.
• Rogalski، Mary A.؛ Gowler، Camden D.؛ Shaw، Clara L.؛ Hufbauer، Ruth A.؛ Duffy، Meghan A. (2017). "Human drivers of ecological and evolutionary dynamics in emerging and disappearing infectious disease systems". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. ج. 372 ع. 1712: 20160043. DOI:10.1098/rstb.2016.0043. PMC:5182439. PMID:27920388.
• Rulli, Maria Cristina; Santini, Monia; Hayman, David T. S.; D’Odorico, Paolo (2017). "The nexus between forest fragmentation in Africa and Ebola virus disease outbreaks". Scientific Reports (بالإنجليزية). 7 (1): 41613. Bibcode:2017NatSR...741613R. DOI:10.1038/srep41613. ISSN:2045-2322. PMC:5307336. PMID:28195145. S2CID:13594147.
• Short, Erica E; Caminade, Cyril; Thomas, Bolaji N (2017). "Climate Change Contribution to the Emergence or Re-Emergence of Parasitic Diseases". Infectious Diseases: Research and Treatment (بالإنجليزية). 10: 1178633617732296. DOI:10.1177/1178633617732296. ISSN:1178-6337. PMC:5755797. PMID:29317829.
• Sridhar, D.; Gostin, L. (2014). "World Health Organization: past, present and future". Public Health (بالإنجليزية). 128 (2): 117–118. DOI:10.1016/j.puhe.2013.12.007. PMID:24388182.
• Vidaña, Beatriz; Busquets, Núria; Napp, Sebastian; Pérez-Ramírez, Elisa; Jiménez-Clavero, Miguel Ángel; Johnson, Nicholas (2020). "The Role of Birds of Prey in West Nile Virus Epidemiology". Vaccines (بالإنجليزية). 8 (3): 550. DOI:10.3390/vaccines8030550. PMC:7564710. PMID:32967268.