„Mückenatlas”: Obywatelski projekt naukowy dotyczący nadzoru nad komarami w Niemczech

Komary są jednym z wektorów, które mogą potencjalnie przenosić czynniki chorobotwórcze przenoszone przez wektory, tj. patogeny przenoszone między zwierzętami (kręgowcami) a ludźmi przez ukąszenie zakażonych stawonogów. Choroby przenoszone przez komary zyskały na znaczeniu w całej Europie, ponieważ od końca XXI wieku coraz częściej odnotowuje się przypadki i ogniska Dengi, Chikungunyi i Nilu Zachodniego w Europie Południowej (Engler i in., 2013; Schaffner i in., 2013).

Oprócz zintensyfikowanego handlu międzynarodowego, w ramach którego gatunki inwazyjne są przywożone transportem dalekobieżnym, skutki zmiany klimatu, takie jak rosnące temperatury i zwiększone opady na niektórych obszarach, uznano za czynniki przyczyniające się do występowania gatunków wektorów komarów (Europejskie Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób [ECDC]; Choroby przenoszone przez wektory). Zmiana klimatu może wydłużyć okresy przenoszenia w miejscach, w których występują już choroby przenoszone przez wektory, i może poprawić przydatność klimatyczną inwazyjnych gatunków komarów na obszarach, które wcześniej były mniej odpowiednie.

Aedes albopictus (azjatycki komar tygrysi), jeden z najbardziej rozpowszechnionych gatunków inwazyjnych, działa jako wektor dengi, chikungunya i wirusa zika (Paz, 2021). W przypadku tego gatunku przewiduje się lepszą przydatność klimatyczną dla Europy Środkowej i regionu Bałkanów, natomiast bardziej suche warunki na obszarach takich jak Hiszpania i Portugalia mogłyby w perspektywie długoterminowej zmniejszyć przydatność klimatyczną (Semenza i Suk, 2018).

Wpływ zmian klimatu na populację Aedes japonicus (azjatyckiego komara krzewiastego), innego wybitnego gatunku inwazyjnego, który może szczególnie rozprzestrzeniać wirusa Zachodniego Nilu i wirusa Zika, jest mniej wyraźny. Niemniej jednak niektórzy naukowcy sugerują, że w przyszłości obszary w Niemczech będą nadal bardzo odpowiednie (Kerkow i in., 2019). W szczególności przewiduje się, że południowe Niemcy staną się bardzo odpowiednie dla tego gatunku komarów i mogą być jednym z niewielu regionów, w których mogą współistnieć zarówno Ae. albopictus, jak i Ae. japonicus (Cunze i in. 2016).

Według najnowszych danych Europejskiego Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób (ECDC) i Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) (2021) Niemcy są obecnie najbardziej wysuniętym na północ krajem w Europie z kilkoma uznanymi populacjami komarów Aedes, do których należą Aedes albopictus i Aedes japonicus. Pierwsze przypadki wirusa Zachodniego Nilu, które były rozprzestrzeniane głównie przez niektóre rodzime gatunki komarów w Niemczech, odnotowano wśród ptaków i koni w 2018 r., a kilka przypadków u ludzi zgłoszono w 2019 i 2020 r., głównie we wschodnich częściach Niemiec (Ziegler i in., 2019; 2020 r.; Pietsch i in., 2020).

W tym kontekście ważne jest monitorowanie obecności gatunków inwazyjnych, które mogłyby dalej rozprzestrzeniać czynniki chorobotwórcze, zwłaszcza na obszarach zagrożonych przywozem, dalszą ekspansją istniejących populacji i przenoszeniem patogenów (ECDC, 2012). Ponieważ jednak komary rodzime mogą również odgrywać rolę w przenoszeniu zakażenia, należy je również monitorować (ECDC, 2014). W całej Europie ustanowiono środki nadzoru, aby pomóc w (wczesnym) wykrywaniu populacji komarów, eliminowaniu ich i zapobieganiu ich powstawaniu w przyszłości (krajowa komisja ekspertów „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents”, 2016 r.). Wysiłki nie są jednak zintegrowane i należy zwiększyć wiedzę fachową i doświadczenie w zakresie nadzoru i kontroli wektorów, aby przygotować się na przyszłe wyzwania (ECDC, 2021; EFSA i ECDC, 2021b).

Pojawienie się i odrodzenie chorób przenoszonych przez komary w południowej Europie na początku XXI wieku doprowadziło do publicznego wsparcia finansowego dla projektów badawczych na ten temat w Niemczech. Obejmowało to ustanowienie w 2011 r. programu monitorowania komarów, w ramach którego stosuje się podwójne podejście do pobierania próbek, wykorzystując zarówno pułapki, jak i udział obywateli w tzw. projekcie „Mückenatlas”. Od 2012 r. projekt „Mückenatlas” ma na celu poszerzenie wiedzy na temat tego, gdzie (i kiedy w ciągu roku) występują rodzime i inwazyjne gatunki komarów oraz na temat ich potencjału jako wektorów czynników chorobotwórczych, aby ostatecznie wesprzeć przyszłe oceny ryzyka dla zdrowia w Niemczech.

„Mückenatlas” jest przykładem projektu nauki obywatelskiej, którego celem jest wspieranie systematycznych prac w terenie prowadzonych przez ekspertów poprzez pobieranie próbek komarów w całych Niemczech. Obywatele proszeni są o schwytanie komarów (nieuszkodzonych) w ich prywatnym otoczeniu, zamrożenie ich, wypełnienie towarzyszącego im formularza, a następnie przesłanie ich do jednej z dwóch zaangażowanych instytucji badawczych. Strona internetowa projektu zawiera wskazówki dla zainteresowanych osób dotyczące pobierania i przekazywania próbek komarów oraz sposobu ich przetwarzania. Po odbiorze eksperci identyfikują przedstawione gatunki komarów morfologicznie (przez mikroskop) lub genetycznie. Następnie uczestnicy otrzymują szczegółowe informacje na temat swoich zgłoszeń. Jeśli dzieci uczestniczą i jest to wskazane w formularzu, wydawane jest dla nich specjalne zaświadczenie.

Podczas gdy większość wpisów w „Mückenatlas” odnosi się do komarów rodzimych, projekt nauki obywatelskiej przyczynił się również do rejestrowania inwazyjnych gatunków komarów. · W 2013 r. w Hanowerze odkryto znaczną populację Ae. japonicus dzięki wcześniejszemu wkładowi w „Mückenatlas”, ponieważ obszar ten prawdopodobnie nie zostałby uznany za region rozprzestrzeniania się tego gatunku . Sugerowano, że wkład w „Mückenatlas” odzwierciedlał rozprzestrzenianie się obecnie znanych niemieckich populacji Ae. japonicus, co wskazuje, że taki obywatelski projekt naukowy może z powodzeniem pomóc w odkryciu zmian w występowaniu komarów i pomóc w planowaniu ukierunkowanych środków nadzoru terenowego . Pierwszy wkład Ae. albopictus do atlasu w 2014 r. doprowadził również do odkrycia miejscowej populacji lęgowej w południowych Niemczech. Prawie wszystkie znane populacje Aedes albopictus zostały odkryte po powiadomieniu przez obywateli, w tym poprzez wkład do atlasu.

Lokalne gminy, w których wystąpiły te komary, zostały następnie powiadomione w celu wprowadzenia środków kontroli, co pokazuje, że Mückenatlas może funkcjonować jako cenny system wczesnego ostrzegania. W co najmniej dwóch przypadkach wczesne ostrzeganie doprowadziło do wyeliminowania populacji. Dane dotyczące zarówno gatunków rodzimych, jak i inwazyjnych, lokalizacji i daty połowu są następnie rejestrowane w niemieckiej krajowej bazie danych komarów CULBASE i są wykorzystywane do mapowania rozmieszczenia populacji komarów w całym kraju. W przyszłości baza danych będzie dostarczać naukowcom i decydentom informacji ułatwiających modelowanie, ocenę ryzyka i zarządzanie chorobami przenoszonymi przez komary.

Ustalenia dotyczące Ae. albopictus są dodatkowo zgłaszane urzędom państwowym ds. epidemiologii chorób zakaźnych, które przekazują zgłoszone dane odpowiednim departamentom zdrowia, ECDC, a także niemieckiej krajowej komisji ekspertów „Moskity jako wektory czynników chorobotwórczych”. „Mückenatlas” został powiązany z dwoma większymi projektami badawczymi i przyczynił się do ich realizacji. W latach 2015–2018 w ramach projektu monitorującego („CuliMo”– „Culiciden / Steckmücken Monitoring in Deutschland”) prowadzonego przez sześć instytucji badawczych w całych Niemczech odnotowano geograficzne i sezonowe występowanie komarów, a także potencjalnych patogenów. Część danych została dostarczona bezpośrednio przez obywatelski projekt naukowy. W ramach innej inicjatywy badawczej („CuliFo”– „Culiciden Forschungsprojekt”) szczegółowo zbadano, które gatunki inwazyjne i rodzime są odpowiednie do przenoszenia chorób przenoszonych przez komary w Niemczech w latach 2015–2019.

Same „Mückenatlas” opierały się na działaniach informacyjnych i kampaniach medialnych mających na celu podniesienie świadomości na temat projektu i zwiększenie uczestnictwa. Konkretne działania obejmowały komunikaty prasowe, artykuły prasowe, wywiady dla radia i telewizji, prezentacje dla publiczności i broszury.

„Mückenatlas” to współpraca między niemieckim Federalnym Instytutem Badań nad Zdrowiem Zwierząt (Friedrich-Loeffler-Institute [FLI]) a Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) e.V. Są one odpowiedzialne za identyfikację gatunków komarów po złożeniu wniosku przez obywateli, prowadzenie badań w terenie, przechowywanie i rozpowszechnianie zgromadzonych danych. FLI jest ponadto gospodarzem Krajowej Komisji Ekspertów „Moskity jako wektory czynników chorobotwórczych”, która od 2019 r. udziela porad, wskazówek i zaleceń na temat chorób przenoszonych przez komary, koncentrując się w szczególności na azjatyckich komarach tygrysich ( Ae. albopictus).

Jako obywatelska inicjatywa naukowa osoby mieszkające w całych Niemczech, które uczestniczą w projekcie, są kluczowym elementem sukcesu projektu. Od momentu powstania w 2012 r. ponad 30 000 uczestników dostarczyło ponad 150 000 okazów komarów. Media przyczyniły się do podniesienia świadomości na temat projektu.

Szereg innych instytucji badawczych, takich jak Instytut Medycyny Tropikalnej im. Bernharda-Nochta, uczestniczyło we wspólnych projektach „CuliMo” i „CuliFo”. Różni badacze wykorzystywali „Mückenatlas” zarówno jako źródło danych, jak i jako studium przypadku nauki obywatelskiej w zakresie nadzoru nad komarami w publikacjach naukowych (np. Kerkow i in., 2019; Pernat i in., 2021).

Duża liczba uwag wskazuje na poziom powodzenia projektu, który stał się „doskonałym narzędziem monitorowania komarów pasywnych na dużą skalę” (Werner i in., 2014 ) oraz „wydajnym narzędziem gromadzenia danych” (Walther i Kampen, 2017). Dialog między obywatelami a naukowcami jako równy, przejrzystość, zaangażowanie i adekwatność uznano za kluczowe czynniki sukcesu „Mückenatlas”, a także ogólniej komunikacji na rzecz obywatelskich projektów naukowych. · Oprócz różnych przypadków komarów ze względu na sezon i geografię, relacje medialne wpłynęły na liczbę otrzymanych zgłoszeń .

Połączenie obywateli jako podmiotów gromadzących dane, wnoszących próbki bez wcześniejszej stronniczości wyboru, oraz naukowców, którzy zapewniają jakość poprzez identyfikację komarów, prowadzi do wysokiej jakości danych (Kampen i in., 2015). Chociaż liczba komarów gromadzonych w pułapkach konwencjonalnych jest większa, rozmieszczenie geograficzne zgłoszeń składanych przez obywateli jest szersze, a prawdopodobieństwo przypadkowych połowów wyższe w porównaniu z pułapkami konwencjonalnymi. Ponadto 66 % komarów łowi się w domach ludzi, co zapewnia naukowcom próbki niedostępne w ramach regularnych działań monitorujących (Pernat i in., 2021a). W związku z tym to podejście oparte na nauce obywatelskiej przyczynia się do poszerzenia wiedzy na temat komarów na obszarach miejskich i w mieszkaniach dla ludzi.

Jak wskazuje strona internetowa „Mückenatlas”, sami obywatele poznają lokalną różnorodność biologiczną oraz ekologię i biologię komarów w ich otoczeniu. Według krajowej komisji ekspertów „Moskity jako wektory czynników chorobotwórczych” (2016 r.) udział obywateli i ich świadomość mają kluczowe znaczenie dla zwalczania komarów, zwłaszcza na obszarach mieszkalnych. · Podczas gdy nauka korzysta z ulepszonych danych, „Mückenatlas” służy takim celom edukacyjnym ,, biorąc pod uwagę towarzyszące projektowi kampanie medialne i informacje zwrotne dla uczestników.

Niemniej jednak istnieją aspekty, które można postrzegać jako czynniki ograniczające. Ze względu na to, że próbki są przekazywane przez osoby niebędące ekspertami, nawet 25 % wkładu stanowią owady inne niż komary (Walther i Kampen, 2017). Ponadto przedłożone dane mogą być stronnicze, np. w odniesieniu do rozmieszczenia przestrzennego lub preferencji osobników w zakresie chwytania inwazyjnych gatunków „wyjątkowych”( Pernat i in., 2021a). Ponadto, podobnie jak wszystkie obywatelskie projekty naukowe, „Mückenatlas” zależy od świadomości ludzi na temat jego istnienia oraz gotowości jednostek do uczestnictwa i prawidłowego przestrzegania procedur chwytania komarów. Brak zwrotu kosztów wysyłki (nawet jeśli dla niektórych jest to niewielki wydatek), a także wydrukowanie i wypełnienie wymaganego formularza może ograniczyć możliwość udziału w projekcie.

Federalne Ministerstwo Żywności i Rolnictwa (BMEL) sfinansowało inicjatywę „Mückenatlas”. Oba towarzyszące projekty badawcze („CuliMo” i „CuliFo”) otrzymały po 2,2 mln EUR ze środków Federalnego Ministerstwa Żywności i Rolnictwa na finansowanie różnych działań w zakresie monitorowania i badań, w tym działań związanych z Mückenatlas. W ramach projektu monitorującego („CuliMo”) na lata 2015–2018, w którym konkretnie wymieniono „atlas” jako podprojekt, FLI i ZALF otrzymały finansowanie w wysokości odpowiednio 735 768,00 EUR i 854 735,00 EUR. Koszty wysyłki komarów do instytucji badawczych pokrywają osoby uczestniczące, tj. nie są one zwracane w ramach projektu. Uczestnicy zazwyczaj nie otrzymują wynagrodzenia finansowego, ale po analizie otrzymują informacje na temat swoich uwag i w razie potrzeby mogą być rejestrowani jako uczestnicy na stronie internetowej „Mückenatlas”.

Środki nadzoru monitorujące komary i patogeny (czynniki zakaźne, np. wirus wywołujący chorobę) określono jako opłacalne sposoby radzenia sobie z zagrożeniami dla zdrowia związanymi z chorobami przenoszonymi przez komary (Engler i in., 2013 ) – „można ograniczyć zarówno ludzkie, jak i finansowe koszty potencjalnej epidemii” (Semenza i Suk, 2018). W związku z tym podejście „Mückenatlas” oparte na nauce obywatelskiej mogłoby przynieść dalsze oszczędności w porównaniu z innymi metodami nadzoru. Jego pasywne podejście do monitorowania z udziałem obywateli prowadzi do redukcji kosztów, czasu i pracy w porównaniu z aktywnym gromadzeniem, np. poprzez zakładanie pułapek (Kampen i in., 2015).

Korzyści płynące z inicjatywy obejmują, oprócz wkładu w badania naukowe, zwiększenie świadomości obywateli na temat rozprzestrzeniania się komarów, biologii i powiązanych zagrożeń.

Niemiecki rząd włączył zdrowie ludzkie jako jeden z obszarów priorytetowych do swojej strategii przystosowania się do zmiany klimatu (2008 r.), a w swoim planie działania (2011 r.) wyraźnie uznał potrzebę podjęcia działań w odniesieniu do chorób przenoszonych przez wektory. Monitorowanie rodzimych i inwazyjnych gatunków komarów oraz ich możliwości przenoszenia czynników chorobotwórczych jest objęte określonymi środkami. W ramach działań adaptacyjnych w sektorze zdrowia niemieckie Ministerstwo Środowiska, Ochrony Przyrody, Bezpieczeństwa Jądrowego i Ochrony Konsumentów poinformowało społeczeństwo o zagrożeniach dla zdrowia związanych ze zmianą klimatu w publikacji z 2020 r. Wyraźnie wymienia się w nim „Mückenatlas” jako okazję dla obywateli do wspierania monitorowania komarów, które mogą przyczynić się do rozprzestrzeniania się chorób.

„Mückenatlas” powstał w 2012 r. i od tego czasu obywatele wnoszą swój wkład w jego treść. Wkłady mogą być wysyłane przez cały rok, ale różnią się w zależności od sezonu, a więcej próbek wysyłanych jest latem.

Dane dotyczące komarów i chorób przenoszonych przez wektory są stale gromadzone. „Mückenatlas” i baza danych CULBASE służą jako repozytorium informacji, wspierając działania dostosowawcze na rzecz zdrowia w perspektywie długoterminowej. Obecny okres finansowania projektu kończy się pod koniec 2022 r. Istnieją jednak plany przedłużenia i zinstytucjonalizowania projektu w ZALF, co jest przykładem FLI, gdzie projekt jest zintegrowany z systematycznym monitorowaniem pułapek od 2019 r.

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. Podejścia do biernego nadzoru nad komarami w UE. Parasites & Vectors 8, 9. https://doi.org/10.1186/s13071-014-0604-5

Kampen, H., Tews, B.A., Werner, D., 2021. Pierwsze dowody na zimowanie wirusa Zachodniego Nilu u komarów w Niemczech. Wirusy 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. Co sprawia, że azjatycki komar Aedes japonicus japonicus czuje się komfortowo w Niemczech? Rozmyte podejście do modelowania. Parasites & Vectors 12, 106. https://doi.org/10.1186/s13071-019-3368-0

Pernat, N., Kampen, H., Jeschke, J.M., Werner, D., 2021a. Brzęczące domy: wykorzystanie danych nauki obywatelskiej do zbadania wpływu urbanizacji na społeczności komarów w pomieszczeniach. Owady 12, 374. https://doi.org/10.3390/insects12050374

Pernat, N., Kampen, H., Ruland, F., Jeschke, J. M., Werner, D., 2021b. Czynniki powodujące zmiany czasowo-przestrzenne w zgłoszeniach komarów do obywatelskiego projektu naukowego „Mückenatlas”. Sprawozdania naukowe 11, 1356. https://doi-org/10.1038/s41598-020-80365-3

Walther, D., Kampen, H., 2017. Obywatelski projekt naukowy „Mueckenatlas” pomaga monitorować rozmieszczenie i rozprzestrzenianie się inwazyjnych gatunków komarów w Niemczech. Journal of Medical Entomology 54, 1790–1794. https://doi.org/10.1093/jme/tjx166

Werner, D., Hecker, S., Luckas, M., Kampen, H., 2014. Obywatelski projekt naukowy „Mueckenatlas” wspiera monitorowanie komarów (Diptera, Culicidae) w Niemczech w: Proceedings of the Eight International Conference on Urban Pests [Ośmiu międzynarodowych konferencji na temat szkodników miejskich]. Müller, G., Pospischil, R., Robinson, W. H. (red.), Węgry, s. 119–124. icup1098.pdf