気候動向は、Ixodes ricinus (Ixodidae)とBorrelia burgdorferi s.l.のリザーバーとの接触率を混乱させる可能性があるのでしょうか？

Could climate trends disrupt the contact rates between Ixodes ricinus (Acari, Ixodidae) and the reservoirs of Borrelia burgdorferi s.l.?

• Natalia Fernández-Ruiz
• Agustin Estrada-Peña

抄録

本研究では、ヨーロッパにおけるマダニIxodes ricinusによるBorrelia burgdorferi s.l.の感染サイクルに、将来の気候条件が与える可能性のある変化を取り上げた。気候変動がその空間的ニッチを形成する中で、ベクターによって媒介される人獣共通感染症の病原体の病巣の分布を追跡することは、人類の自衛策を講じる上で必要なことである。我々は、マダニの現在の分布をモデル化し、病原体の貯蔵庫として機能することが知られている18種の脊椎動物との接触率を予測した。我々は、ヨーロッパにおけるこれらの病原体のマダニとリザーバーの間の予想される空間的重複を個別に追跡して、Borrelia afzeliiまたはBorrelia gariniiの恒久的な病巣の可能性を推定するための革新的な方法にアプローチした。環境形質は、2002年から2017年（ベースライン）のMODIS衛星画像から取得し、2030年と2050年のシナリオに投影した。MODISのベースラインと現在の補間された気候学（WorldClim）と、MODISが予測した2050年とその年の5つの気候変動シナリオ（WorldClim）の比率を比較したところ、有意な差は認められず、MODISの予測は信頼性の高いものであることがわかりました。モデルでは、B. gariniiとB. afzeliiのいずれかのマダニと貯水池との接触率は、生息地が異なるために空間的に異なると予測されている。これは、環境変数に対する両群の貯水池の応答が異なるため、異なる分布パターンを促進すると予想される。2030年のモデルでは、主にB. gariniiの循環において緯度が上昇し、北欧諸国と中央ヨーロッパでは、ベクターと貯水池が恒久的に接触すると予想される大規模な地域があると予測されている。しかし、2050年の気候予測では、接触が途絶するという予想外のシナリオが予測されている。ヨーロッパの広大な地域は病原体の循環には適していると思われるが、予測されるダニとリザーバーの間のニッチの重複がないため、恒久的な病巣の減少が促進される可能性がある。この開発は、共通の枠組みでベクターとリザーバーの両方を共同でモデル化することの有用性を証明するものである。2050年に関する予想外の結果については、より深い理解が必要である。

This study addresses the modifications that future climate conditions could impose on the transmission cycles of Borrelia burgdorferi s.l. by the tick Ixodes ricinus in Europe. Tracking the distribution of foci of a zoonotic agent transmitted by vectors as climate change shapes its spatial niche is necessary to issue self-protection measures for the human population. We modeled the current distribution of the tick and its predicted contact rates with 18 species of vertebrates known to act as reservoirs of the pathogen. We approached an innovative way for estimating the possibility of permanent foci of Borrelia afzelii or Borrelia garinii tracking separately the expected spatial overlap among ticks and reservoirs for these pathogens in Europe. Environmental traits were obtained from MODIS satellite images for the years 2002-2017 (baseline) and projected on scenarios for the years 2030 and 2050. The ratio between MODIS baseline/current interpolated climatologies (WorldClim), and the ratio between MODIS-projected year 2050 with five climate change scenarios for that year (WorldClim) revealed no significant differences, meaning that projections from MODIS are reliable. Models predict that contact rates between the tick and reservoirs of either B. garinii or B. afzelii are spatially different because those have different habitats overlap. This is expected to promote different distribution patterns because of the different responses of both groups of reservoirs to environmental variables. Models for 2030 predict an increase in latitude, mainly in the circulation of B. garinii, with large areas of expected permanent contact between vector and reservoirs in Nordic countries and central Europe. However, climate projections for the year 2050 predict an unexpected scenario of contact disruption. Though large areas in Europe would be suitable for circulation of the pathogens, the predicted lack of niche overlap among ticks and reservoirs could promote a decrease in permanent foci. This development represents a proof-of-concept for the power of jointly modeling both the vector and reservoirs in a common framework. A deeper understanding of the unanticipated result regarding the year 2050 is needed.