„Мюкенатлас“: Граждански научен проект за наблюдение на комари в Германия

Комарите са един от векторите, които потенциално могат да предават векторно преносими 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-те години (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 повишаване на температурите и увеличаване на валежите в някои райони, са определени като фактори, допринасящи за появата на видовете преносители на комари (Европейски център за профилактика и контрол върху заболяванията [ECDC]; векторно преносими заболявания). Изменението на климата може да удължи периодите на предаване на места, където вече съществуват векторно преносими болести, и може да подобри климатичната пригодност за инвазивни видове комари в райони, които преди това са били по-малко подходящи.

Aedes albopictus (азиатски тигров комар), един от най-разпространените инвазивни видове, действа като вектор за вируса на 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 райони като Испания и Португалия биха могли да намалят климатичната пригодност в дългосрочен план (Semenza и Suk, 2018 г.).

Последиците от изменението на климата върху популацията на Aedes japonicus (азиатски храстов комар), друг известен инвазивен вид, който може особено да разпространи вируса на Западен Нил и вируса Зика, са по-малко ясни. Въпреки това някои учени предполагат продължаваща висока пригодност на районите в Германия в бъдеще (Kerkow et al., 2019 г.). По-специално се очаква Южна Германия да стане много подходяща за този вид комари и може да бъде един от малкото региони, където и Ae. albopictus, и Ae. japonicus биха могли 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 на комари Aedes, които включват Aedes albopictus и Aedes japonicus. Първите случаи на вируса на Западен Нил, които са били разпространени предимно от някои от местните видове комари в Германия, са регистрирани сред птици и коне през 2018 г., а през 2019 г. и 2020 г. са докладвани няколко случая при хора, предимно в източните части на Германия (Ziegler et al., 2019 г.; 2020 г.; Pietsch et al., 2020 г.).

В този контекст наблюдението на наличието на инвазивни видове, които биха могли допълнително да разпространяват болестотворни агенти, се счита за важно, 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 са въведени мерки за наблюдение, за да се подпомогне (ранното) откриване на популациите от комари, тяхното премахване и предотвратяване на бъдещо установяване (Национална експертна комисия „Комарите като вектори на болестотворни агенти“, 2016 г.). Усилията обаче не са интегрирани и експертните познания и опитът в областта на наблюдението и контрола на векторите следва да бъдат засилени, за да се подготвим за бъдещите предизвикателства (ECDC, 2021 г.; ЕОБХ и ECDC, 2021б).

Появата и възраждането на болестите, пренасяни от комари, в Южна Европа в началото на 2000-те години доведе до публична финансова подкрепа за изследователски проекти по тази тема в Германия. Това включваше създаването през 2011 г. на програма за мониторинг на комарите, която следва двоен 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 проект за гражданска наука, който има за цел да подкрепи системната работа на място, извършвана от експерти, чрез събиране на проби от комари в цяла Германия. Гражданите се приканват да заловят комари (незасегнати) 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 хора насоки относно улавянето и приноса на проби от комари и как те се обработват. При получаване експертите идентифицират представените видове комари морфологично (с микроскоп) или генетично. След това участниците получават подробна информация за подадените от тях документи. Ако участват деца 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 беше открита значителна популация на Ae. japonicus благодарение на по-ранен принос към „Mückenatlas“, тъй като районът вероятно нямаше да бъде 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 към атласа през 2014 г. също доведе до откриването на местна популация за размножаване 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, след това са били уведомени, за да се предизвикат мерки за контрол, което показва, че Mückenatlas може да функционира като ценна система за ранно предупреждение. В поне два случая ранното предупреждение е довело до елиминиране на популациите. Данните както за местните, така и за инвазивните видове, местоположението и датата на улавяне впоследствие се записват в германската национална база данни за комари CULBASE и се използват за картографиране на разпространението на популациите на 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 болести, които препращат докладваните данни на съответните здравни отдели, ECDC, както и на германската национална експертна комисия „Комарите като вектори на болестотворни агенти“. „Mückenatlas“ е свързан и е допринесъл за два по-големи научноизследователски проекта. Между 2015 г. и 2018 г. в рамките на проект за мониторинг („ CuliMo“— „Culiciden / Steckmücken Monitoring in Deutschland“), ръководен от шест научноизследователски институции в цяла Германия, беше регистрирана географската и сезонната поява на комари, както и потенциалните патогени. Част от данните са предоставени директно от проекта за гражданска наука. Другата изследователска инициатива („CuliFo“— „Culiciden Forschungsprojekt“) специално проучи кои инвазивни и местни видове са подходящи за предаване на болести, пренасяни от комари, в Германия между 2015 г. и 2019 г.

Самият „Мюкенатлас“ разчиташе на кампании за информиране на обществеността и медийни кампании за повишаване на осведомеността относно проекта и увеличаване на участието. Конкретните действия включваха съобщения за пресата, статии във вестници, интервюта за радио и телевизия, презентации пред обществеността и брошури.

„Mückenatlas“ е сътрудничество между германския Федерален изследователски институт за здравето на животните (Friedrich-Loeffler-Institute [FLI]) и Центъра за изследване на ландшафта в селското стопанство в Лайбниц (ZALF) e.V. Те отговарят за идентифицирането на видовете комари след подаването им от гражданите, провеждането на теренни проучвания, съхраняването и разпространението на събраните данни. Освен това FLI е домакин на Националната експертна комисия „Комарите като вектори на болестотворни агенти“, която от 2019 г. насам предоставя съвети, насоки и препоръки по темата за болестите, пренасяни от комари, като обръща специално внимание на азиатския тигров комар ( Ae. albopictus).

Като гражданска научна инициатива хората, живеещи в цяла Германия, които участват в проекта, са ключов компонент от успеха на проекта. От създаването му през 2012 г. повече от 30 000 участници са допринесли за повече от 150 000 екземпляра комари. Медиите допринесоха за повишаване на осведомеността относно проекта.

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

Големият брой мнения показва, че проектът е постигнал успех, като се е превърнал в „отличен инструмент за широкомащабен пасивен мониторинг на комарите“ (Werner et al., 2014 г.) и „ефективен инструмент за събиране на данни“ (Walther and Kampen, 2017 г.). Диалогът между гражданите и учените като равни, прозрачността, ангажираността и уместността бяха посочени 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 поради сезона и географията, медийното отразяване е повлияло на броя на получените изявления .

Комбинацията от граждани като събирачи на данни, предоставящи проби без предишна пристрастност при подбора, и учени, които извършват 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, като по този начин на учените се предоставят проби, които не са на разположение чрез редовните усилия за мониторинг (Pernat et al., 2021a). Следователно този гражданско-научен подход допринася за разширяване на знанията за комарите в градските райони и в жилищата за хора.

Както се посочва на уебсайта „Mückenatlas“, самите граждани научават за местното биологично разнообразие, както и за екологията и биологията на комарите в околностите им. Според Националната експертна комисия „Комарите като вектори на болестотворни агенти“ (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, „Мюкенатлас“ е служил за такива образователни цели ,, като се имат предвид съпътстващите медийни кампании по проекта и обратната връзка с участниците.

Въпреки това има аспекти, които могат да се разглеждат като ограничаващи фактори. Поради представените от неспециалисти проби дори 25 % от приноса са насекоми, различни от комари (Walther and Kampen, 2017 г.). Освен това представените данни биха могли да бъдат пристрастни, например по отношение на пространственото разпределение или предпочитанията на индивидите за улавяне на инвазивни, „изключителни“ видове (Pernat et al., 2021a). Освен това, както всички граждански научни проекти, „Mückenatlas“ зависи от осведомеността на хората за неговото съществуване и готовността на хората да участват и да следват процедурите за правилно улавяне на комарите. Липсата на финансово възстановяване на разходите за доставка (дори ако това е незначителен разход за някои), както и отпечатването и попълването на необходимия формуляр може да ограничи възможността за участие в проекта.

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

Мерките за надзор, с които се наблюдават комарите и патогените (инфекциозни агенти, например вирус, който причинява заболяване), са определени като икономически ефективни начини за справяне с рисковете за здравето, свързани с болестите, пренасяни от комари ( Engler et al., 2013 г.) — „могат да бъдат ограничени както човешките, така и финансовите разходи за потенциална епидемия“ (Semenza и Suk, 2018 г.). По този начин основаният на науката граждански подход на „Мюкенатлас“ би могъл да представлява допълнителен потенциал за икономии на разходи в сравнение с други методи за наблюдение. Подходът на 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, повишена осведоменост на гражданите относно разпространението на комарите, биологията и свързаните с тях рискове.

Германското правителство включва човешкото здраве като приоритетна област в своята стратегия за адаптиране към изменението на климата (2008 г.) и изрично признава необходимостта от предприемане на действия по отношение на векторно преносимите болести в своя план за действие (2011 г.). 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 адаптиране 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 мониторинга на комарите, които могат да допринесат за разпространението на болести.

„Мюкенатласът“ започна през 2012 г. и оттогава гражданите допринасят за неговото съдържание. Вноските могат да се изпращат целогодишно, но варират според сезона, като през лятото се изпращат повече проби.

Непрекъснато се събират данни за комарите и векторно преносимите болести. Базата данни „Mückenatlas“ и базата данни CULBASE служат като информационно хранилище в подкрепа на мерките за адаптиране в областта на здравеопазването 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, което следва примера на FLI, където проектът е интегриран в систематичен мониторинг на капани 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 & Вектори 8, 9. https://doi.org/10.1186/s13071-014-0604-5

Kampen, H., Tews, B.A., Werner, D., 2021 г. Първи доказателства за презимуване на вируса на Западен Нил при комари 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 храстов комар Aedes japonicus japonicus да се чувства комфортно в Германия? Размит подход на моделиране. Паразити & Вектори 12, 106. https://doi.org/10.1186/s13071-019-3368-0

Pernat, N., Kampen, H., Jeschke, J.M., Werner, D., 2021a. Бръмчене на домове: използване на данни от гражданската наука за изследване на ефектите от урбанизацията върху общностите от комари на закрито. Насекоми 12, 374. https://doi.org/10.3390/insects12050374

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

Walther, D., Kampen, H., 2017 г. Проектът за гражданска наука „Mueckenatlas“ помага за наблюдението на разпространението и разпространението на инвазивни видове комари в Германия. Списание за медицинска ентомология 54, 1790–1794. https://doi.org/10.1093/jme/tjx166

Werner, D., Hecker, S., Luckas, M., Kampen, H., 2014 г. Проектът за гражданска наука „Mueckenatlas“ подкрепя мониторинга на комари (Diptera, Culicidae) в Германия в: Сборник с доклади от Осмата международна конференция за градските вредители. Müller, G., Pospischil, R., Robinson, W. H. (ред.), Унгария, стр. 119–124. icup1098.pdf