„Mückenatlas“: Граждански научен проект за наблюдение на комарите в Германия

Комарите са един от векторите, които потенциално могат да предават векторни болестотворни агенти, т.е. патогени, които се предават между животни (гръбначни) и хора чрез ухапване от заразени членестоноги. Болестите, пренасяни от комари, привличат вниманието в цяла Европа, тъй като случаите и огнищата на денга, чикунгуня и Западен Нил все по-често се регистрират в Южна Европа от края на 2000 г. насам (Engler et al., 2013 г.; Schaffner et al., 2013 г.).

В допълнение към засилената международна търговия, при която инвазивните видове се внасят чрез транспорт на дълги разстояния, последиците от изменението на климата, като например повишаването на температурите и увеличените валежи в някои райони, са определени като фактори, допринасящи за появата на вида комари вектори (Европейски център за профилактика и контрол върху заболяванията [ECDC]; Векторно предавани заболявания). Изменението на климата може да удължи периодите на предаване на места, където вече съществуват болести, пренасяни от вектори, и може да подобри климатичната пригодност за инвазивни видове комари в райони, които преди това са били по-малко подходящи.

Aedes albopictus (азиатски тигрови комари), един от най-разпространените инвазивни видове, действа като вектор на вируса денга, чикунгуня и зика (Paz, 2021 г.). За този вид се предвижда подобряване на климатичната пригодност за Централна Европа и Балканския регион, докато по-сухите условия в области като Испания и Португалия биха могли да намалят климатичната пригодност в дългосрочен план (Семенцаи Сук, 2018 г.).

Въздействието на изменението на климата върху популацията на Aedes japonicus (азиатски храстов комари), друг вид вид инвазивни видове, които биха могли особено да разпространяват вируса WNV и Zika, е по-малко ясно. Въпреки това някои учени предполагат продължаваща висока пригодност на районите в Германия в бъдеще (Kerrkowet al., 2019). По-специално Южна Германия се очаква да стане много подходяща за този вид комари и може да бъде един от малкото региони, където както Ae. albopictus, така и Ae. japonicus могат да съществуват съвместно (Cunze et al. 2016).

Според последните данни на ECDC и ЕОБХ (2021 г.) Германия понастоящем е най-северната държава в Европа с няколко установени популации от комари Aedes, които включват Aedes albopictus и Aedes japonicus. Първите случаи на WNV, които биха могли да бъдат разпространени предимно от някои местни видове комари в Германия, са регистрирани сред птици и коне през 2018 г., а през 2019 г. и 2020 г. са докладвани няколко случая на хора, най-вече в източните части на Германия (Ziegler et al., 2019 г.; 2020 Г.; Pietsch et al., 2020 г.).  

На този фон мониторингът на наличието на инвазивни видове, които биха могли допълнително да разпространяват болестотворни агенти, е запазен, особено в районите, изложени на риск от внос, по-нататъшното разширяване на съществуващите популации и предаването на патогени (ECDC, 2012 г.). Тъй като обаче местните комари също могат да играят роля в предаването, те също трябва да бъдат наблюдавани (ECDC, 2014 г.). В цяла Европа бяха въведени мерки за наблюдение, за да се подпомогне (ранното) откриване на популации от комари, тяхното премахване и предотвратяване на бъдещо създаване (Национална експертна комисия „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents“, 2016). Усилията обаче не са интегрирани, а експертният опит и опитът в областта на наблюдението и контрола на векторите следва да бъдат засилени, за да се подготвят за бъдещите предизвикателства (ECDC, 2021 г.; EFSA и ECDC, 2021b).

Появата и възобновяването на болестите, пренасяни от комари в Южна Европа в началото на 2000-те години, доведоха до публична финансова подкрепа за изследователски проекти по тази тема в Германия. Това включваше създаването на програма за мониторинг на комарите през 2011 г., която следва двустранен подход за събиране на проби, като се използват както капани, така и гражданско участие в рамките на т.нар. проект „Mückenatlas“. От 2012 г. насам проектът „Mückenatlas“ има за цел да подобри знанията за това къде (и кога през годината) се срещат местни и инвазивни видове комари и за съответния им потенциал като вектори на болестотворни агенти, за да подкрепи в крайна сметка бъдещите оценки на риска за здравето в Германия.

„Mückenatlas“ е пример за граждански научен проект, който има за цел да подпомогне системната работа на място, извършвана от експерти, чрез събиране на проби от комари в цяла Германия. Гражданите са помолени да заловят комари (неувредени) в личното си обкръжение, да ги замразят, да попълнят придружаващ формуляр и впоследствие да ги изпратят в една от двете участващи изследователски институции. Уебсайтът на проекта предоставя на заинтересованите лица насоки относно улавянето и приноса на проби от комари и начина, по който те се обработват. При приемане експертите идентифицират представените видове комари морфологично (чрез микроскоп) или генетично. След това участниците получават подробна информация за своите изявления. Ако децата участват и това е посочено във формуляра, за тях се издава специално удостоверение.

Докато по-голямата част от приноса към „Mückenatlas“ се отнася до местните комари, проектът за гражданска наука също е допринесъл за записването на инвазивни видове комари. През 2013 г. в северния германски град Хановер е открита значителна популация на Ae. japonicus, благодарение на по-ранния принос към „Mückenatlas“, тъй като районът вероятно не би бил считан за регион за разпространението на този вид.  Предполага се, че приносът към „Mückenatlas“ отразява разпространението на известните понастоящем популации на Ae. japonicus в Германия, което показва, че такъв граждански научен проект може успешно да помогне за разкриването на промени в случаите на комари и да подпомогне планирането на целенасочени мерки за наблюдение на място. Първият принос на Ae. albopictus в атласа през 2014 г. също води до откриването на местно размножителна популация в Южна Германия. Почти всички известни популации на Aedes albopictus са открити след уведомления от граждани, включително чрез принос към атласа.

Местните общини, в които са се появили тези комари, са били уведомени за въвеждането на мерки за контрол, което показва, че Mückenatlas може да функционира като ценна система за ранно предупреждение. В най-малко два случая ранното предупреждение е довело до елиминиране на популациите. Данните за местните и инвазивните видове, местоположението и датата на улавяне впоследствие се записват в германската национална база данни за комари CULBASE и се използват за картографиране на разпределението на популациите от комари в цялата страна. В бъдеще базата данни ще предоставя информация на изследователите и създателите на политики, за да се улесни моделирането, оценките на риска и управлението на болестите, пренасяни от комари.

Констатациите относно Ae. albopictus се докладват допълнително на държавните служби по епидемиология на инфекциозните заболявания, които препращат докладваните данни на съответните здравни служби, ECDC, както и на германската национална експертна комисия „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents„. „Mückenatlas“ е свързана и е допринесла за два по-големи изследователски проекта. Между 2015 г. и 2018 г. проект за мониторинг („Culiciden/Steckmücken Monitoring in Deutschland“), ръководен от шест изследователски институции в цяла Германия, регистрира географската и сезонната поява на комари, както и потенциалните патогени. Част от данните бяха предоставени директно от гражданския научен проект. В другата научноизследователска инициатива („CulicidenForschungsprojekt“) специално бяха разгледани кои инвазивни и местни видове са подходящи за предаване на предавани от комари болести в Германия между 2015 г. и 2019 г.

Самият „Mückenatlas“ разчиташе на обществени информационни кампании и медийни кампании за повишаване на осведомеността относно проекта и за увеличаване на участието. Конкретни действия включваха прессъобщения, статии във вестници, интервюта за радио и телевизия, презентации пред обществеността и брошури.

„Mückenatlas“ е сътрудничество между германския Федерален изследователски институт за здравеопазванена животните (FLI) и Лайбниц център за селскостопански ландшафтни изследвания (ZALF) e.V. Те отговарят за идентифицирането на видовете комари след подаването от гражданите, провеждането на теренни изследвания, съхраняването и разпространението на събраните данни. Освен това FLI е домакин на Националната експертна комисия „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents“, която от 2019 г. предоставя съвети, насоки и препоръки по темата за болестите, пренасяни от комари, особено с акцент върху азиатския тигрови комари (Ae. albopictus).

Като гражданска научна инициатива, хората, живеещи в цяла Германия, които участват в проекта, са ключов елемент от успеха на проекта. От създаването си през 2012 г. над 30000 участници са предоставили повече от 150000 екземпляра комари. Медиите са допринесли за повишаване на осведомеността за проекта.

В съвместните проекти „CuliMo„и „CuliFo“ участват редица други научноизследователски институции, като Бернхард-Нохт-институт за тропическа медицина. Различни изследователи са използвали „Mückenatlas“ както като източник на данни, така и като казус на гражданската наука в наблюдението на комарите в научни публикации (напр. Kerkow et al., 2019 г.; Pernat et al., 2021 г.).

Големият брой приноси показва ниво на успех на проекта, който се превърна в „отличен инструмент за широкомащабен пасивен мониторинг на комарите„(Werner et al., 2014г.) и „ефективен инструмент за събиране на данни“ (Walther and Kampen, 2017 г.). Диалогът между гражданите и учените като равни, прозрачността, ангажираността и уместността бяха определени като решаващи фактори за успеха на „Мюкенатлас“, както и за комуникацията за граждански научни проекти в по-общ план. В допълнение към различните случаи на комари, дължащи се на сезона и географията, медийното отразяване е повлияло на броя на получените заявления.

Комбинацията от граждани като събирачи на данни, допринасящи проби без предишни отклонения при подбора, и учени, които правят осигуряване на качеството чрез идентифициране на комарите, води до високо качество на данните (Kampen et al., 2015 г.). Въпреки че броят на комарите, събрани в конвенционални капани, е по-голям, географското разпределение на подадените от гражданите данни е по-широко и вероятността от случаен улов е по-висока в сравнение с конвенционалните капани. Освен това 66 % от комарите са уловени в домовете на хората, поради което предоставят на учените проби, които не са налични чрез редовните усилия за мониторинг (Pernat et al., 2021a). Ето защо този подход на гражданската наука допринася за разширяване на знанията за комарите в градските райони и в жилищата на хората.

Както посочва уебсайтът „Mückenatlas“, самите граждани научават за местното биологично разнообразие и за екологията и биологията на комарите в заобикалящата ги среда. Според Националната експертна комисия „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents“ (2016 г.), участието и осведомеността на гражданите са от ключово значение за борбата с комарите, особено в жилищните райони. Въпреки че науката се е възползвала от подобрените данни, „Mückenatlas“ е служила за такива образователни цели, като е взела предвид съпътстващите медийни кампании на проекта и обратната връзка към участниците.

Въпреки това има аспекти, които могат да се разглеждат като ограничаващи фактори. Тъй като пробите са предоставени от неексперти, дори 25 % от приноса са насекоми, различни от комари (Walther and Kampen, 2017 г.). Освен това предоставените данни могат да бъдат пристрастни, например по отношение на пространственото разпределение или предпочитанията на отделните лица за улавяне на инвазивни, „изключителни“ видове (Pernat et al., 2021a). Освен това, както всички граждански научни проекти, „Mückenatlas“ зависи от осъзнаването на съществуването и готовността на хората да участват и да следват процедурите за правилно улавяне на комарите. Липсата на финансово възстановяване на транспортните разходи (дори ако за някои незначителни разходи), както и на отпечатване и попълване на необходимия формуляр, може да ограничи кой може да участва в проекта.

Федералното министерство на храните и земеделието (BMEL) финансира инициативата „Mückenatlas“. Двата придружаващи научноизследователски проекта („CuliMo„и „CuliFo“) са получили финансиране в размер на 2,2 милиона евро от Федералното министерство на храните и земеделието за финансиране на различни дейности по мониторинг и научни изследвания, включително дейности, свързани с Mückenatlas. В рамките на проекта за мониторинг („CuliMo „) 2015—2018 г., в който по-конкретно „атласът“ е посочен като подпроект, FLI и ZALF са получили съответно финансиране от 735,768 EUR, 00 EUR и 854,735 EUR. Разходите за изпращане на комарите до научноизследователските институции се покриват от участващите лица, т.е. те не се възстановяват от проекта. Участниците обикновено не получават финансово възнаграждение, а получават информация за своите изявления след анализ и могат да бъдат записани като участници на уебсайта „Mückenatlas“, ако е необходимо.

Мерките за наблюдение, които наблюдават комарите и патогените (инфекциозни агенти, напр. вирус, който причинява заболяване), са определени като икономически ефективни начини за справяне с рисковете за здравето, свързани с пренасяните от комари болести (Engler et al., 2013г.) — „могат да се ограничат както човешките, така и финансовите разходи на потенциална епидемия“ (Семенцаи Сук, 2018 г.). По този начин гражданският научно обоснован подход на „Mückenatlas“ би могъл да представлява допълнителен потенциал за спестяване на разходи в сравнение с други методи за наблюдение. Неговият подход за пасивен мониторинг с участието на гражданите води до намаляване на разходите, времето и труда в сравнение с активното събиране, например чрез създаване на капани (Kampen et al., 2015 г.).

Ползите от инициативата включват, освен приноса към научните изследвания, повишената осведоменост на гражданите относно разпространението на комарите, биологията и свързаните с тях рискове.

Германското правителство включва човешкото здраве като една от приоритетните области в своята стратегия за адаптиране към изменението на климата (2008 г.) и в своя план за действие (2011 г.) изрично признава необходимостта от предприемане на действия по отношение на болестите, пренасяни от вектори. Мониторингът на местните и инвазивните видове комари и техния потенциал за предаване на болестотворни агенти е включен в посочените мерки. Като част от усилията си за адаптация в сектора на здравеопазването германското Министерство на околната среда, опазването на природата, ядрената безопасност и защитата на потребителите информира обществеността за рисковете за здравето, свързани с изменението на климата, в публикация от 2020 г. В него изрично се споменава „Mückenatlas“ като възможност за гражданите да подкрепят наблюдението на комарите, което може да допринесе за разпространението на болести.

„Mückenatlas“ започна през 2012 г. и оттогава гражданите допринасят за неговото съдържание. Вноските могат да бъдат изпращани целогодишно, но варират в зависимост от сезона, като през лятото се изпращат повече проби.

Непрекъснато се събират данни за комари и векторни заболявания. Базата данни „Mückenatlas“ и CULBASE служат като хранилище на информация, което подкрепя мерките за адаптиране в областта на здравето в дългосрочен план. Настоящият период на финансиране на проекта приключва в края на 2022 г. Съществуват обаче планове за удължаване и институционализиране на проекта в ZALF, който следва примера на FLI, където проектът е интегриран в систематичен мониторинг на капаните от 2019 г. насам.

Doreen Werner

Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) e.V.
Müncheberg (Germany)
E-Mail: mueckenatlas@fli.de

Helge Kampen

Federal Research Institute for Animal Health:
Institut für Infektionsmedizin
Greifswald – Insel Riems (Germany)
E-Mail: mueckenatlas@fli.de

Kampen, H., Medlock, J.M., Vaux, A., Koenraadt, C., van Vliet, A., Bartumeus, F., Oltra, A., Sousa, C.A., Chouin, S., Werner, D., 2015 г. Подходи за пасивно наблюдение на комарите в ЕС. Паразити и вектори 8, 9. https://doi.org/10.1186/s13071-014-0604-5

Kampen, H., Tews, B.A., Werner, D., 2021 г. Първите доказателства за засушаване на вируса на Западен Нил при комарите в Германия. Вируси 13, 2463. https://doi.org/10.3390/v13122463

Kerkow, A., Wieland, R., Koban, M.B., Hölker, F., Jeschke, J. M., Werner, D., Kampen, H., 2019 г. Какво кара азиатския храст комар Aedes japonicus japonicus да се чувства комфортно в Германия? Размит подход за моделиране. Паразити и вектори 12, 106. https://doi.org/10.1186/s13071-019-3368-0

Pernat, N., Kampen, H., Jeschke, J. M., Werner, D., 2021a. Бръмчащи домове: използване на граждански научни данни за изследване на ефектите от урбанизацията върху комарите в затворени помещения. Насекоми 12, 374. https://doi.org/10.3390/insects12050374

Pernat, N., Kampen, H., Ruland, F., Jeschke, J. M., Werner, D., 2021b. Движещи сили на пространствено-времевите вариации в подаванията за комари в гражданския научен проект „Mückenatlas“. Научни доклади 11, 1356. https://doi-org/10.1038/s41598-020-80365-3

Walther, D., Kampen, H., 2017 г. Гражданският научен проект „mueckenatlas“ помага за наблюдение на разпространението и разпространението на инвазивни видове комари в Германия. Списание по медицинска ентомология 54, 1790—1794 г. https://doi.org/10.1093/jme/tjx166

Werner, D., Hecker, S., Luckas, M., Kampen, H., 2014. Гражданският научен проект „mueckenatlas“ подпомага мониторинга на комарите (Diptera, Culicidae) в Германия в: 8-ма международна конференция „Градски вредители“. Müller, G., Pospischil, R., Robinson, W. H. (eds.), Унгария, стр. 119—124, icup1098.pdf