"Mückenatlas": Un progetto di citizen science per la sorveglianza delle zanzare in Germania

Le zanzare sono uno dei vettori che possono potenzialmente trasmettere agenti patogeni trasmessi da vettori, cioè agenti patogeni che vengono trasmessi tra animali (vertebrati) e esseri umani dal morso di artropodi infetti. Le malattie trasmesse dalle zanzare hanno attirato l'attenzione in tutta Europa poiché i casi e le epidemie di dengue, chikungunya e Nilo occidentale sono stati sempre più spesso registrati nell'Europa meridionale dalla fine degli anni 2000 (Engler et al., 2013; Schaffner et al., 2013).

Oltre all'intensificazione del commercio internazionale, in cui le specie invasive sono importate mediante trasporti su lunghe distanze, gli effetti dei cambiamenti climatici, come l'aumento delle temperature e l'aumento delle precipitazioni in alcune zone, sono stati identificati come fattori che contribuiscono alla comparsa delle specie vettrici di zanzare (Centroeuropeo per la prevenzione e il controllo delle malattie [ECDC]; Malattie trasmesse da vettori). I cambiamenti climatici possono prolungare i periodi di trasmissione in luoghi in cui sono già presenti malattie trasmesse da vettori e possono migliorare l'idoneità climatica per le specie di zanzare invasive in aree che in precedenza erano meno adatte.

Aedes albopictus (zanzara tigre asiatica), una delle specie invasive più diffuse, funge da vettore per la dengue, la chikungunya e il virus zika (Paz, 2021). Per questa specie si prevede una migliore idoneità climatica per l'Europa centrale e la regione balcanica, mentre condizioni più secche in aree come la Spagna e il Portogallo potrebbero ridurre l'idoneità climatica a lungo termine (Semenza e Suk, 2018).

Gli effetti dei cambiamenti climatici sulla popolazione di Aedes japonicus (zanzara del bush asiatico), un'altra specie invasiva di spicco che potrebbe diffondere in particolare il virus WNV e Zika, sono meno chiari. Tuttavia, alcuni scienziati suggeriscono una continua elevata idoneità delle aree in Germania in futuro (Kerkow et al., 2019). In particolare, si prevede che la Germania meridionale diventerà altamente adatta a questa specie di zanzara e potrebbe essere una delle poche regioni in cui potrebbero coesistere sia Ae. albopictus che Ae. japonicus (Cunze et al. 2016).

Secondo dati recenti dell'ECDC e dell'EFSA (2021), la Germania è attualmente il paese più settentrionale d'Europa con diverse popolazioni consolidate di zanzare Aedes, tra cui Aedes albopictus e Aedes japonicus. I primi casi di WNV, che potrebbero essere diffusi principalmente da alcune specie autoctone di zanzare della Germania, sono stati registrati tra uccelli e cavalli nel 2018 e diversi casi umani sono stati segnalati nel 2019 e nel 2020, per lo più nelle parti orientali della Germania (Ziegler et al., 2019; 2020; Pietsch et al., 2020).  

In questo contesto, il monitoraggio della presenza di specie invasive che potrebbero diffondere ulteriormente agenti patogeni è ritenuto importante, soprattutto nelle zone a rischio di importazione, ulteriore espansione delle popolazioni esistenti e trasmissione di agenti patogeni (ECDC,2012). Tuttavia, poiché anche le zanzare autoctone possono svolgere un ruolo nella trasmissione, devono essere monitorate (ECDC,2014). In tutta Europa sono state istituite misure di sorveglianza per contribuire all'individuazione (precoce) delle popolazioni di zanzare, alla loro eliminazione e alla prevenzione del loro futuro insediamento (Commissionenazionale di esperti "Mosquitoes as Vectors of Disease Agents", 2016). Tuttavia, gli sforzi non sono integrati e le competenze e l'esperienza in materia di sorveglianza e controllo dei vettori dovrebbero essere rafforzate per prepararsi alle sfide future (ECDC,2021; EFSA ed ECDC, 2021b).

L'emergere e la recrudescenza delle malattie trasmesse dalle zanzare nell'Europa meridionale nei primi anni 2000 ha portato al sostegno finanziario pubblico per progetti di ricerca su questo argomento in Germania. Ciò ha incluso l'istituzione di un programma di monitoraggio delle zanzare nel 2011, che persegue un duplice approccio per la raccolta di campioni, utilizzando sia trappole che la partecipazione dei cittadini nell'ambito del cosiddetto progetto "Mückenatlas". Dal 2012 il progetto "Mückenatlas" mira a migliorare le conoscenze su dove (e quando durante l'anno) si verificano specie di zanzare autoctone e invasive e sul loro rispettivo potenziale come vettori di agenti patogeni, al fine di sostenere in ultima analisi le future valutazioni del rischio sanitario in Germania.

Il "Mückenatlas" è un esempio di progetto di scienza dei cittadini, che mira a sostenere il lavoro sistematico sul campo condotto da esperti, raccogliendo campioni di zanzare in tutta la Germania. Ai cittadini viene chiesto di catturare le zanzare nel loro ambiente privato, congelarle, compilare un modulo di accompagnamento e successivamente inviarle a uno dei due istituti di ricerca coinvolti. Il sito web del progetto fornisce alle persone interessate orientamenti per quanto riguarda la cattura e il contributo dei campioni di zanzara e il modo in cui vengono elaborati. Al ricevimento, gli esperti identificano le specie di zanzara presentate morfologicamente (al microscopio) o geneticamente. I contributori ricevono quindi informazioni dettagliate sui loro contributi. Se i bambini partecipano e questo è indicato nel modulo, viene rilasciato un certificato speciale per loro.

Mentre la maggior parte dei contributi al "Mückenatlas" si riferisce alle zanzare autoctone, il progetto di scienza dei cittadini ha anche contribuito alla registrazione delle specie invasive di zanzare. Nel 2013 è stata scoperta una considerevole popolazione di Ae. japonicus  nella città tedesca settentrionale di Hannover, grazie a un precedente contributo al "Mückenatlas", in quanto l'area probabilmente non sarebbe stata considerata una regione per la diffusione di questa specie.  È stato suggerito che i contributi al "Mückenatlas" hanno rispecchiato la diffusione delle popolazioni di Ae. japonicus attualmente note in Germania, indicando che tale progetto di scienza dei cittadini può contribuire con successo a scoprire i cambiamenti negli eventi delle zanzare e contribuire alla pianificazione di misure mirate di sorveglianza sul campo. I primi contributi di Ae. albopictus all'atlante nel 2014 hanno anche portato alla scoperta di una popolazione riproduttiva locale nel sud della Germania. Quasi tutte le popolazioni conosciute di Aedes albopictus sono state scoperte dopo le notifiche dei cittadini, anche attraverso contributi all'atlante.

I comuni in cui si sono verificate queste zanzare sono stati quindi notificati al fine di indurre misure di controllo, dimostrando che il Mückenatlas può funzionare come un prezioso sistema di allerta precoce. In almeno due casi, l'allarme precoce ha portato all'eliminazione delle popolazioni. I dati sulle specie autoctone e invasive, la posizione e la data di cattura sono successivamente registrati nel database nazionale tedesco delle zanzare CULBASE e vengono utilizzati per mappare la distribuzione delle popolazioni di zanzare in tutto il paese. In futuro, la banca dati fornirà informazioni ai ricercatori e ai responsabili politici per facilitare la modellizzazione, le valutazioni del rischio e la gestione delle malattie trasmesse dalle zanzare.

I risultati sull'Ae. albopictus sono inoltre comunicati agli uffici statali per l'epidemiologia delle malattie infettive che trasmettono i dati comunicati ai rispettivi dipartimenti sanitari, all'ECDC, nonché alla commissione nazionale di esperti tedesca "Mosquitoes as Vectors of Disease Agents". Il "Mückenatlas" è stato collegato e ha contribuito a due progetti di ricerca più ampi. Tra il 2015 e il 2018 un progetto di monitoraggio ("CuliMo"– "Culiciden / Steckmücken Monitoring in Deutschland") condotto da sei istituti di ricerca in tutta la Germania ha registrato la presenza geografica e stagionale di zanzare e potenziali agenti patogeni. Una parte dei dati è stata fornita direttamente dal progetto di citizen science. L'altra iniziativa di ricerca ("CuliFo"– "Culiciden Forschungsprojekt") ha esaminato in modo specifico quali specie invasive e autoctone sono idonee a trasmettere malattie trasmesse dalle zanzare in Germania tra il 2015 e il 2019.

Lo stesso "Mückenatlas" si è basato sulla sensibilizzazione del pubblico e sulle campagne mediatiche per sensibilizzare in merito al progetto e aumentare la partecipazione. Azioni specifiche comprendevano comunicati stampa, articoli di giornale, interviste alla radio e alla TV, presentazioni al pubblico e opuscoli.

Il «Mückenatlas» è una collaborazione tra l’Istituto federale tedesco di ricerca per la salute animale (Friedrich-Loeffler-Institute [FLI]) e il Centro Leibniz per la ricerca sul paesaggio agricolo (ZALF) e.V.. Sono responsabili dell'identificazione delle specie di zanzare dopo la presentazione da parte dei cittadini, dello svolgimento di ricerche sul campo, della conservazione e della diffusione dei dati raccolti. FLI ospita inoltre la commissione nazionale di esperti "Mosquitoes as Vectors of Disease Agents", che dal 2019 fornisce consulenza, orientamenti e raccomandazioni sul tema delle malattie trasmesse dalle zanzare, concentrandosi in particolare sulla zanzara tigre asiatica (Ae.albopictus).

In quanto iniziativa di citizen science, le persone che vivono in tutta la Germania e che partecipano al progetto sono una componente cruciale del suo successo. Dalla sua nascita nel 2012, più di 30 000 partecipanti hanno contribuito con più di 150 000 esemplari di zanzara. I media hanno contribuito a sensibilizzare l'opinione pubblica sul progetto.

Diversi altri istituti di ricerca, come il Bernhard-Nocht-Institute for Tropical Medicine, sono stati coinvolti nei progetti congiunti «CuliMo» e «CuliFo». Vari ricercatori hanno utilizzato il "Mückenatlas" sia come fonte di dati che come caso di studio della scienza dei cittadini nella sorveglianza delle zanzare nelle pubblicazioni scientifiche (ad esempio Kerkow et al., 2019; Pernat et al., 2021).

L'elevato numero di contributi indica un livello di successo per il progetto, che è diventato uno "strumento eccellente per il monitoraggio passivo su larga scala delle zanzare" (Werner et al., 2014)e uno "strumento efficiente per la raccolta dei dati" (Walther e Kampen, 2017). Il dialogo tra cittadini e scienziati alla pari, la trasparenza, l'impegno e la pertinenza sono stati dichiarati fattori cruciali di successo per il "Mückenatlas" e, più in generale, per la comunicazione per i progetti di scienza dei cittadini. Oltre alle diverse manifestazioni di zanzare dovute alla stagione e alla geografia, la copertura mediatica ha influenzato il numero di osservazioni ricevute.

La combinazione di cittadini come raccoglitori di dati, che contribuiscono ai campioni senza precedenti pregiudizi di selezione, e scienziati che effettuano la garanzia della qualità identificando le zanzare, porta a un'elevata qualità dei dati (Kampen et al., 2015). Mentre il numero di zanzare raccolte nelle trappole convenzionali è maggiore, la distribuzione geografica delle osservazioni dei cittadini è più ampia e la probabilità di catture casuali è più alta, rispetto alle trappole convenzionali. Inoltre, il 66 % delle zanzare è catturato nelle case delle persone, fornendo quindi agli scienziati campioni non disponibili attraverso i regolari sforzi di monitoraggio (Pernat et al., 2021a). Pertanto, questo approccio cittadino-scientifico contribuisce ad ampliare le conoscenze sulle zanzare nelle aree urbane e negli alloggi umani.

Come sottolinea il sito web "Mückenatlas", i cittadini stessi imparano a conoscere la biodiversità locale e l'ecologia e la biologia delle zanzare nei loro dintorni. Secondo la commissione nazionale di esperti "Mosquitoes as Vectors of Disease Agents" (2016), la partecipazione e la sensibilizzazione dei cittadini sono fondamentali per combattere le zanzare, in particolare nelle zone residenziali. Sebbene la scienza abbia beneficiato di dati migliorati, il "Mückenatlas" è servito a tali scopi educativi, considerando le campagne mediatiche di accompagnamento del progetto e il feedback ai contributori.

Tuttavia, ci sono aspetti che potrebbero essere visti come fattori limitanti. A causa dei campioni presentati da non esperti, anche il 25 % dei contributi è costituito da insetti diversi dalle zanzare (Walther e Kampen, 2017). Inoltre, i dati presentati potrebbero essere distorti, ad esempio per quanto riguarda la distribuzione spaziale o le preferenze degli individui di catturare specie invasive "eccezionali" (Pernat et al., 2021a). Inoltre, come tutti i progetti di scienza dei cittadini, il "Mückenatlas" dipende dalla consapevolezza della sua esistenza e dalla volontà delle persone di partecipare e seguire le procedure per catturare correttamente le zanzare. La mancanza di rimborso finanziario delle spese di spedizione (anche se una spesa minore per alcuni) così come la stampa e la compilazione del modulo richiesto potrebbe limitare chi è in grado di partecipare al progetto.

Il ministero federale dell'Alimentazione e dell'agricoltura (BMEL) ha finanziato l'iniziativa "Mückenatlas". I due progetti di ricerca di accompagnamento ("CuliMo" e "CuliFo") hanno ricevuto ciascuno un finanziamento di 2,2 milioni di EUR dal ministero federale dell'Alimentazione e dell'agricoltura per finanziare varie attività di monitoraggio e ricerca, comprese le attività relative al Mückenatlas. Nell'ambito del progetto di monitoraggio ("CuliMo") 2015-2018, che menzionava più specificamente l'"atlante" come sottoprogetto, FLI e ZALF hanno ricevuto finanziamenti rispettivamente di 735 768,00 EUR e 854 735,00 EUR. I costi per spedire le zanzare agli istituti di ricerca sono coperti dalle persone partecipanti, cioè non sono rimborsati dal progetto. I partecipanti non sono generalmente remunerati finanziariamente, ma ricevono informazioni sulle loro comunicazioni dopo l'analisi e possono essere registrati come contributori sul sito web "Mückenatlas", se lo si desidera.

Le misure di sorveglianza che monitorano le zanzare e gli agenti patogeni (agenti infettivi, ad esempio un virus che causa una malattia) sono state identificate come modi efficaci sotto il profilo dei costi per affrontare i rischi per la salute associati alle malattie trasmesse dalle zanzare (Engler et al., 2013) – “entrambi i costi umani e finanziari di una potenziale epidemia possono essere contenuti” (Semenza e Suk, 2018). Pertanto, l'approccio basato sulla scienza dei cittadini del "Mückenatlas" potrebbe presentare un ulteriore potenziale di risparmio rispetto ad altri metodi di sorveglianza. Il suo approccio di monitoraggio passivo con la partecipazione dei cittadini porta a riduzioni dei costi, dei tempi e della manodopera rispetto alla raccolta attiva, ad esempio istituendo trappole (Kampen et al., 2015).

I benefici dell'iniziativa includono, oltre al contributo alla ricerca scientifica, una maggiore consapevolezza dei cittadini sulla diffusione delle zanzare, sulla biologia e sui rischi correlati.

Il governo tedesco include la salute umana come un settore prioritario nella sua strategia di adattamento ai cambiamenti climatici (2008) e ha specificamente riconosciuto la necessità di intervenire per quanto riguarda le malattie trasmesse da vettori nel suo piano d'azione (2011). Il monitoraggio delle specie di zanzare autoctone e invasive e del loro potenziale di trasmissione di agenti patogeni è incluso nelle misure specificate. Nell'ambito dei loro sforzi di adattamento nel settore sanitario, il ministero tedesco dell'Ambiente, della conservazione della natura, della sicurezza nucleare e della protezione dei consumatori ha informato il pubblico sui rischi per la salute associati ai cambiamenti climatici in una pubblicazione del 2020. Menziona esplicitamente il "Mückenatlas" come un'opportunità per i cittadini di sostenere il monitoraggio delle zanzare che possono contribuire alla diffusione di malattie.

Il "Mückenatlas" è stato avviato nel 2012 e da allora i cittadini hanno contribuito al suo contenuto. I contributi possono essere inviati tutto l'anno, ma variano a seconda della stagione, con più campioni inviati in estate.

I dati sulle zanzare e sulle malattie trasmesse da vettori sono continuamente raccolti. Il "Mückenatlas" e la banca dati CULBASE fungono da archivio di informazioni, sostenendo misure di adattamento per la salute a lungo termine. L'attuale periodo di finanziamento del progetto si conclude alla fine del 2022. Tuttavia, esistono piani per prolungare e istituzionalizzare il progetto presso ZALF, che segue l'esempio di FLI, dove il progetto è stato integrato nel monitoraggio sistematico della trappola dal 2019.

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. Approcci alla sorveglianza passiva delle zanzare nell'UE. Parassiti & Vettori 8, 9. https://doi.org/10.1186/s13071-014-0604-5

Kampen, H., Tews, B.A., Werner, D., 2021. Prima prova dello svernamento del virus del Nilo occidentale nelle zanzare in Germania. Virus 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. Cosa rende la zanzara asiatica Aedes japonicus japonicus confortevole in Germania? Un approccio di modellazione sfocato. Parassiti & Vettori 12, 106. https://doi.org/10.1186/s13071-019-3368-0

Pernat, N., Kampen, H., Jeschke, J.M., Werner, D., 2021a. Case ronzanti: utilizzando i dati della scienza dei cittadini per esplorare gli effetti dell'urbanizzazione sulle comunità di zanzare al chiuso. Insetti 12, 374. https://doi.org/10.3390/insetti12050374

Pernat, N., Kampen, H., Ruland, F., Jeschke, J. M., Werner, D., 2021b. Propulsori della variazione spazio-temporale nella presentazione delle zanzare al progetto di scienza dei cittadini "Mückenatlas". Relazioni scientifiche 11,  1356. https://doi-org/10.1038/s41598-020-80365-3

Walther, D., Kampen, H., 2017. Il progetto di citizen science "Mueckenatlas" contribuisce a monitorare la distribuzione e la diffusione delle specie invasive di zanzare in Germania. Giornale di entomologia medica 54, 1790-1794. https://doi.org/10.1093/jme/tjx166

Werner, D., Hecker, S., Luckas, M., Kampen, H., 2014. Il progetto di citizen science "Mueckenatlas" sostiene il monitoraggio delle zanzare (Diptera, Culicidae) in Germania, in: Atti dell'ottava conferenza internazionale sui parassiti urbani. Müller, G., Pospischil, R., Robinson, W. H. (a cura di), Ungheria, pagg. 119-124. icup1098.pdf