印第安纳大学的一项新研究表明，用于预测气候变化引起的流行病传播的计算机模型，例如作物枯萎病或疾病爆发，可能没有考虑到预测其严重程度的重要因素。
 
最近发表在“生态学”杂志上的一项研究发现，在较高温度下生物体内生长的病原体会产生后代，与在较低温度下生物体内生长的病原体相比，它会导致更高的感染率。这表明气候可以在未来的病原体中引起“回声效应”，最终使它们更具传染性。
 
“众所周知，环境可以影响植物和动物世代相传的后代，”印第安纳大学布鲁明顿艺术与科学学院生物系教授Spencer Hall说，他是该研究的资深作者。“这项研究是最早提出类似的跨代效应发生在寄生虫和病原体中的研究之一。”
 
这项工作由Marta Strecker Shocket领导，他是Hall实验室的博士生，也是印第安纳大学环境恢复研究所的成员。
 
“如果过去的环境条件影响未来感染的频率或严重程度，那么当预测气候变化的威胁时，当前的气候模型并未考虑重要因素，”现在是斯坦福大学博士后研究员的Shocket说。“这可能包括对动物，植物和人类的威胁。”
 
研究人员的分析部分是基于对印第安纳州南部三个淡水湖进行的​​水蚤研究，其中Hall实验室自2009年以来收集样本。位于印第安纳州林顿Green-Sullivan国家森林的一个前煤矿所在地。湖泊在当地被称为Lake Gambill湖，Lake Clear湖和Lake Scott湖。
 
水蚤，也被称为水蚤（Daphnia），是小型甲壳类动物，通过以藻类为食，有助于湖泊的健康。如果没有这些生物来控制藻类，湖泊就会迅速降解成仿佛豌豆汤一般的液体。
 
水蚤很容易被称为Metschnikowia的真菌病原体感染，后者将内部水蚤作为针状孢子繁殖，繁殖直至它们杀死它们并从它们的身体中爆发以感染下一代。一个秋季可以产生6至10代孢子，高达60％的水蚤在该流行病的高峰期被感染。
 
在这项研究中，Shocket进行了实验室实验，发现当前几代水蚤的温度较高时，真菌会引起更多的感染。然后，她在该领域进行了研究，以比较实验室结果与深秋收集的新鲜湖泊样本。
 
分析发现，仅华氏6.5度的增加导致真菌孢子感染新宿主的可能性增加2到5倍。
 
Shocket说，需要进一步的研究来探索其他病原体系统中的这些影响，特别是因为它们可能对农业产生影响。这是因为寄生虫中几代人的气候影响更可能对冷血宿主生物产生影响，例如农作物或吃它们的昆虫。
 
该研究还采用数学方法预测温度变化对世代间孢子传染性的影响。Hall说，这些模型背后的原理可能会增强其他模拟，这些模拟利用许多因素来预测疾病爆发。
 
“将观测数据转化为计算模型在生态学领域非常重要，因为自然界非常混乱，”他补充说。“改进预测气候风险的算法是我们为环境变化做好准备的关键步骤。”