„Mückenatlas”: Obywatelski projekt naukowy dotyczący inwigilacji komarów w Niemczech

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

Oprócz wzmożonego handlu międzynarodowego, w ramach którego gatunki inwazyjne są przywożone transportem na duże odległości, skutki zmiany klimatu, takie jak rosnące temperatury i zwiększone opady na niektórych obszarach, uznanoza 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 wirusa dengi, chikungunya i zika (Paz,2021). W przypadku tego gatunku przewiduje się lepszą przydatność klimatyczną w Europie Środkowej i na Bałkanach, natomiast bardziej suche warunki na obszarach takich jak Hiszpania i Portugalia mogłyby w perspektywie długoterminowej zmniejszyć przydatność klimatyczną (Semenza i Suk, 2018).

Wpływ zmiany klimatu na populację Aedes japonicus (Asian bush mosquito), innego znaczącego gatunku inwazyjnego, który może szczególnie rozprzestrzeniać wirus WNV i Zika, jest mniej wyraźny. Niemniej jednak niektórzy naukowcy sugerują dalszą wysoką przydatność obszarów w Niemczech w przyszłości (Kerkow i in., 2019). Przewiduje się, że szczególnie 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 (Cunzei in. 2016).

Zgodnie z najnowszymi danymi ECDC i EFSA (2021) Niemcy są obecnie najbardziej wysuniętym na północ krajem w Europie z kilkoma ustalonymi populacjami komarów Aedes, do których należą Aedes albopictus i Aedes japonicus. Pierwsze przypadki WNV, które mogły być 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 (Ziegleri 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 rodzime komary 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, ich eliminacji i zapobieganiu przyszłemu powstaniu (KrajowaKomisja Ekspertów „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents”, 2016). Wysiłki nie są jednak zintegrowane, a wiedzę fachową i doświadczenie w zakresie nadzoru nad wektorami i ich kontroli należy zwiększyć, aby przygotować się na przyszłe wyzwania (ECDC,2021; EFSA i ECDC, 2021b).

Pojawienie się i nawrót chorób przenoszonych przez komary w południowej Europie na początku 2000 roku doprowadziły do publicznego wsparcia finansowego dla projektów badawczych na ten temat w Niemczech. Obejmowało to ustanowienie w 2011 r. programu monitorowania komarów, który opiera się na podwójnym podejściu do pobierania próbek, wykorzystując zarówno pułapki, jak i udział obywateli w ramach tzw. projektu „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 terenowych prowadzonych przez ekspertów poprzez gromadzenie próbek komarów w całych Niemczech. Obywatele proszeni są o schwytanie komarów (nieuszkodzonych) w ich prywatnym otoczeniu, zamrożenie ich, wypełnienie towarzyszącego formularza, a następnie wysłanie ich do jednej z dwóch zaangażowanych instytucji badawczych. Strona internetowa projektu zawiera wskazówki dla zainteresowanych osób dotyczące przechwytywania i wkładu próbek komarów oraz sposobu ich przetwarzania. Po odbiorze eksperci identyfikują zgłoszone gatunki komarów morfologicznie (za pomocą mikroskopu) lub genetycznie. Następnie uczestnicy otrzymują szczegółowe informacje o swoich zgłoszeniach. Jeśli dzieci uczestniczą i jest to wskazane w formularzu, wydawane jest dla nich specjalne zaświadczenie.

Podczas gdy większość wpisów do „Mückenatlas” odnosi się do rodzimych komarów, projekt obywatelski przyczynił się również do rejestrowania inwazyjnych gatunków komarów. W 2013 r. w północnym niemieckim mieście Hanower odkryto znaczną populację Ae. japonicus  dzięki wcześniejszemu wkładowi w „Mückenatlas”, ponieważ obszar ten prawdopodobnie nie zostałby uznany za region do rozprzestrzeniania się tego gatunku.  Zasugerowano, że wkład w „Mückenatlas” odzwierciedla rozprzestrzenianie się obecnie znanych niemieckich populacji Ae. japonicus, co wskazuje, że taki obywatelski projekt naukowy może z powodzeniem pomóc w ujawnieniu 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 lokalnej populacji lęgowej w południowych Niemczech. Prawie wszystkie znane populacje Aedes albopictus zostały odkryte po powiadomieniach przez obywateli, w tym poprzez wkład w atlas.

Lokalne gminy, w których wystąpiły te komary, zostały następnie zgłoszone 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 eliminacji populacji. Dane dotyczące zarówno gatunków rodzimych, jak i inwazyjnych, lokalizacji i daty schwytania są następnie rejestrowane w niemieckiej krajowej bazie komarów CULBASE i są wykorzystywane do mapowania rozmieszczenia populacji komarów w całym kraju. W przyszłości baza danych zapewni naukowcom i decydentom informacje ułatwiające 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 ds. komarów jako wektorów czynników chorobotwórczych. „Mückenatlas” został powiązany z dwoma większymi projektami badawczymi i przyczynił się do ich realizacji. W latach 2015–2018 w ramach projektu monitorowania („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 bezpośrednio dostarczona przez projekt nauki obywatelskiej. W ramach drugiej 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 publicznych działaniach informacyjnych i kampaniach medialnych w celu podniesienia świadomości na temat projektu i zwiększenia udziału. Konkretne działania obejmowały komunikaty prasowe, artykuły prasowe, wywiady dla radia i telewizji, prezentacje dla publiczności i broszury.

„Mückenatlas” to współpraca między niemieckim Federalnym Instytutem Badawczym ds. Zdrowia Zwierząt (Friedrich-Loeffler-Institute [FLI]) a Centrum Badań Krajobrazu Rolniczego w Leibniz (ZALF) e.V. Są one odpowiedzialne za identyfikację gatunków komarów po złożeniu wniosku przez obywateli, prowadzenie badań terenowych, przechowywanie i rozpowszechnianie zgromadzonych danych. Ponadto FLI gości Krajową Komisję Ekspertów „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents”, która od 2019 r.udziela porad, wskazówek i zaleceń na temat chorób przenoszonych przez komary, koncentrując się w szczególności na 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, było zaangażowanych we wspólne projekty „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 wpisów wskazuje na poziom sukcesu projektu, który stał się „doskonałym narzędziem do pasywnego monitorowania komarów na dużą skalę” (Werner i in., 2014) oraz „wydajnym narzędziem gromadzenia danych” (Walther i Kampen, 2017). Dialog między obywatelami a naukowcami jako równorzędny, przejrzysty, zaangażowany i istotny został uznany za kluczowy czynnik sukcesu „Mückenatlas”, a także ogólniej rzecz biorąc za czynnik komunikacji na potrzeby projektów z zakresu nauki obywatelskiej. Oprócz różnych przypadków występowania komarów ze względu na porę roku i położenie geograficzne, relacje w mediach wpłynęły na liczbę otrzymanych zgłoszeń.

Połączenie obywateli jako podmiotów zbierających dane, dostarczających próbki bez wcześniejszej stronniczości selekcji oraz naukowców, którzy zapewniają jakość poprzez identyfikację komarów, prowadzi do wysokiej jakości danych (Kampen i in., 2015). Chociaż liczba komarów zbieranych w konwencjonalnych pułapkach jest większa, rozmieszczenie geograficzne zgłoszeń składanych przez obywateli jest szersze, a prawdopodobieństwo przypadkowych połowów wyższe w porównaniu z konwencjonalnymi pułapkami. Ponadto 66 % komarów chwyta się w domach ludzi, co zapewnia naukowcom próbki niedostępne w ramach regularnych działań monitorujących (Pernati in., 2021a). W związku z tym to podejście obywatelsko-naukowe przyczynia się do poszerzania wiedzy na temat komarów na obszarach miejskich i w mieszkaniach ludzkich.

Jak wskazuje strona internetowa „Mückenatlas”, sami obywatele poznają lokalną różnorodność biologiczną oraz ekologię i biologię komarów w ich otoczeniu. Według Krajowej Komisji Ekspertów „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents” (Komary jako wektory czynników chorobotwórczych) (2016) uczestnictwo i świadomość obywateli mają kluczowe znaczenie dla zwalczania komarów, zwłaszcza na obszarach mieszkalnych. Chociaż nauka skorzystała z ulepszonych danych, „Mückenatlas” służył takim celom edukacyjnym, biorąc pod uwagę towarzyszące projektowi kampanie medialne i informacje zwrotne dla uczestników.

Niemniej jednak istnieją aspekty, które można uznać za 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, „wyjątkowych”gatunków ( Pernat i in., 2021a). Ponadto, podobnie jak w przypadku wszystkich projektów z zakresu nauki obywatelskiej, „Mückenatlas” zależy od świadomości ludzi na temat jego istnienia i gotowości jednostek do uczestnictwa i przestrzegania procedur prawidłowego 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”. Dwa towarzyszące im projekty badawcze („CuliMo” i „CuliFo”) otrzymały od Federalnego Ministerstwa Żywności i Rolnictwa finansowanie w wysokości 2,2 mln EUR na finansowanie różnych działań w zakresie monitorowania i badań, w tym działań związanych z Mückenatlas. W ramach projektu monitorowania („CuliMo”) na lata 2015–2018, w którym jako podprojekt konkretnie wymieniono „atlas”, FLI i ZALF otrzymały odpowiednio 735 768,00 EUR i 854 735,00 EUR. Koszty wysyłki komarów do instytucji badawczych pokrywają osoby uczestniczące, tj. nie są one refundowane przez projekt. Uczestnicy zasadniczo nie otrzymują wynagrodzenia finansowego, ale po analizie otrzymują informacje na temat swoich zgłoszeń i w razie potrzeby mogą zostać zarejestrowani jako uczestnicy na stronie internetowej „Mückenatlas”.

Środki nadzoru służące monitorowaniu komarów i patogenów (czynników zakaźnych, np. wirusa wywołującego chorobę) uznano za opłacalne sposoby radzenia sobie z zagrożeniami dla zdrowia związanymi z chorobami przenoszonymi przez komary (Engler i in., 2013 ) – „Można ograniczyć zarówno koszty ludzkie,jak i finansowe potencjalnej epidemii” (Semenza i Suk, 2018). W związku z tym oparte na wiedzy naukowej podejście obywatelskie „Mückenatlas” 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 zbieraniem, np. poprzez tworzenie pułapek (Kampen i in., 2015).

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

Rząd niemiecki uwzględnił zdrowie ludzkie jako jeden z obszarów priorytetowych w swojej strategii przystosowania się do zmiany klimatu (2008 r.) i wyraźnie uznał potrzebę podjęcia działań w odniesieniu do chorób przenoszonych przez wektory w swoim planie działania (2011 r.). Monitorowanie rodzimych i inwazyjnych gatunków komarów oraz ich potencjału w zakresie 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 opinię publiczną 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 przyczyniać się do rozprzestrzeniania się chorób.

„Mückenatlas” zapoczątkowano w 2012 r. i od tego czasu obywatele wnoszą 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 środki 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, który podąża za 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. Pasożyty & Wektory 8, 9. https://doi.org/10.1186/s13071-014-0604-5

Kampen, H., Tews, B.A., Werner, D., 2021 r. 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 komar azjatycki Aedes japonicus japonicus czuje się komfortowo w Niemczech? Rozmyte podejście do modelowania. Pasożyty & Wektory 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 naukowych obywateli 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 wpływające na czasowo-przestrzenne zróżnicowanie zgłoszeń komarów do projektu nauki obywatelskiej „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. Projekt obywatelski „Mueckenatlas” wspiera monitorowanie komarów (Diptera, Culicidae) w Niemczech: Proceedings of the Eight International Conference on Urban Pests (Proceedings of the Eight International Conference on Urban Pests) [Osiem międzynarodowych konferencji na temat agrofagów miejskich]. Müller, G., Pospischil, R., Robinson, W. H. (red.), Węgry, s. 119–124. icup1098.pdf