A városi hőszigethatás jelentősége a lepkeszúnyog vektorok elterjedésére a Közép-Magyarországi Régióban
Trájer Attila1, Bede-Fazekas Ákos2, Juhász Péter3, Mlinárik Lilla4 1 Pannon Egyetem, Limnológia Intézeti Tanszék 2 Budapesti Corvinus Egyetem, Tájépítészeti és Tájökológiai Doktori Iskola 3,4 Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék, BME Építőmérnöki Kar Budapest, 2013.
Vektorok által terjesztett betegségek • Matematikai értelemben a „vektor” irányított szakasz, mely irányával és nagyságával jellemezhető • A vektoriális betegségekben a parazita forrása és egy fogékony, másik egyed közötti összeköttetést egy harmadik állati szervezet, jellemzően valamilyen ízeltlábú teremti meg
Az Európát potenciálisan fenyegető leishmaniasis
Lindgren E, Andersson Y, Suk JE, Sudre B, Semenza JC. (2012) Monitoring EU emerging infectious disease risk due to climate change. Science, 336: 418-419.
• A Phlebotomus fajok által terjesztett viscerális leishmaniasis kórokozójának terjedése a klímaváltozás hatására nagyon valószínű, a betegség potenciális veszélyessége a társadalomra nézve közepes
Leishmaniasis
www.tropika.net
today.ttu.edu
• A leishmaniasis egy főként lepkeszúnyogok (Phlebotomus fajok) által terjesztett, Leishmania nemzetségbe tartozó protozoonok (Eukarióta egysejtűek) által okozott betegség. • A mintegy 1,5-2 millió/év új fertőzéssel és az évente mintegy 60,000 halálos áldozattal járó leishmaniasis az egyik legfontosabb vektoriálisan terjedő humán betegség bolygónk trópusi és meleg mérsékelt övi területein • prevalenciája eléri 12 millió főt
Gazdaállatok, rezervoárok •
parasites-world.com
www.flickriver.com
A kutyák a legfontosabb gazdaállatok, de szerepet játszanak még a macskák (lovak, rókák stb.) is • A gazdaállatokban a kórokozó hosszabb-rövidebb ideig szaporodik, fennmarad, lehetőséget kínálva ezzel a nem fertőzött lepkeszúnyogoknak a parazitával való találkozásra rezervoár szerep (fontos pl. tavasszal, mivel csak lárvák telelnek át) • Tolna megyében sintértelepi vizsgálat során már találtak autochton (nem behurcolt) canine leishmaniasis eseteket
Megelőző tanulmányok: Phlebotomus fajok európai elterjedésének modellezése • A P. ariasi, a P. perniciosus a legterjedőképesebb fajok • A XXI. század második felére a lepkeszúnyogok elterjedése 49°N-59°Nig is elérhet • Magyarország kiemelten veszélyeztetett területnek tűnik, mivel a vizsgált 8 fajból 6 a modell szerint megtelepedhet Magyarországon 2070ig (ebből a P. papatasi, P. neglectus és a P. perniciosus már él nálunk, valamint a modellezésbe be nem vett P. mascittii) • •
Tánczos, B., N. Balogh, L. Király, I. Biksi, L. Szeredi, M. Gyurkovsky, A. Scalone, E. Fiorentino, M. Gramiccia, R. Farkas. 2012. First record of autochthonous canine leishmaniasis in Hungary. Vector Borne Zoonotic Dis.12: 588-594. Farkas, R., B. Tánczos, G. Bongiorno, M. Maroli, J. Dereure, P.D. Ready 2011. First surveys to investigate the presence of canine leishmaniasis and its phlebotomine vectors in Hungary. Vector Borne Zoonotic Dis.11: 823-34.
TRÁJER, A., BEDE-FAZEKAS, Á., HUFNAGEL, L., HORVÁTH, L., BOBVOS, J., & PÁLDY, A. (2013). THE EFFECT OF CLIMATE CHANGE ON THE POTENTIAL DISTRIBUTION OF THE EUROPEAN PHLEBOTOMUS SPECIES. APPLIED ECOLOGY AND ENVIRONMENTAL RESEARCH, 11(2), 189-208.
1
A Kárpát-medence 2 5
3
6 4
1. 2. 3. 4. 5. 6.
P. ariasiNy P. neglectusK* P. papatasiK* P. perfiliewiK* P. tobbiK P. perniciosusNy
*hazánkban már jelenlévő vagy egy esetben észlelt fajok KK-Mediterrán fajok,a Balkánon megtalálhatók NyNy-Mediterrán fajok
Legészakibb elterjedési szigetek a nagyvárosokban • Az irodalomból ismert, hogy a lepkeszúnyog fajok vonzódnak az emberi környezet nyújtotta enyhébb körülményekhez • Két fontos európai faj, a P. neglectus és a P. ariasi esetén is megfigyelhető, hogy egy-egy nagyvárosban (Budapest és Párizs) érik el legészakabbi elterjedésüket
A fontosabb lepkeszúnyog fajok hidegtűrése Vektor
Minimum hőmérséklet (lárvák)
Optimum hőmérséklet (lárvák)
P. ariasi
5°C
?
P. mascittii
-4°C
19°C
P. neglectus
-4°C
25°C
P. papatasi
-4°C
28-34°C
P. perniciosus
0°C
25°C
P. perfiliewi
-4°C
25°C
P. sergenti
?
31-33°C
Források: Killick-Kendrick, 1999; Naucke and Schmitt, 2004; Singh, 1999
Az alapkoncepció • 1. az ismert, leishmaniasist terjesztő lepkeszúnyogok lárváinak hidegtűrése -5°C-nál soha nem jobb • 2. Ennek ellenére földrajzi elterjedésük kiterjed olyan területekre is, ahol a makroklimatikusan meghatározott éves minimumhőmérsékletek elérik a -17.7°C-ot is • 3. Ennek egyetlen magyarázata lehet: a lepkeszúnyogok lárvái védett, feltehetően hőszennyezett környezetben telelnek át • 4. A városi hősziget-hatás és a hőhidak létezése adhat elegendő magyarázatot a valós elterjedésre
Rétegek • 1. réteg: a klímaváltozás okozta változás a januári átlagos minimum hőmérsékletekben (REMO: 1960-1990, 2011-2040 és 2041-2070, ill. RegCM: 20252050) • 2. réteg: Budapest város hősziget hatása • 3. réteg: a vizsgált hőhidakhoz hasonló felszínek hatása
Anyag és módszerek • Aqua-Modis – felszíni hőmérséklet: a budapesti hősziget adatainak forrása • leskálázott RegCM és REMO • A januári napi földfelszíni hőmérsékleti átlag az 1961-90 referencia időszakon alapult, a klímamodellnek megfelelő változtatással megkaptuk az előre jelzett értékeket. • A termográfiai képeket Testo hőkamerával, valamint a kamerához tartozó szoftverrel mértük és dokumentáltuk • Adatfeldolgozás: R szkript, ArcGIS, Excel
Hőkamerás képek
A hősziget-hatás 5
Difference of the mean temperatures of the urban and rural territories ( C)
-8
• •
-6
-4
-2
4,5
0
2
4
6
4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
Mean surface temperature of the urban territory ( C)
A lehetséges limitáló változók közül a januári átlagos minimumhőmérsékletet választottuk ki Az Aqua-Modis adatai alapján meghatározható volt a városi hősziget és a vidéki környezete közötti hőmérséklet különbség
Hőhidak hőmérséklete The maximum temparatures of the thermal bridge (°C)
16 14 12 10
S2 - porous limestone y = 0,8243x + 4,7159 R² = 0,9464
8
R² = 0,9464
6 4 S1 - brick y = 1,0118x + 3,7655 R² = 0,9785
2 0 -2 -4 -8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
Minimum temperatures of the surface (°C)
• A két mérési pont egyike tégla, a másik mészkőfal felszínére esett • A termográfiás képek alapján meghatároztuk a falak felszíni hőmérsékletének függését a környezeti hőmérséklettől a hőhidaknál
Hőhidak, lepkeszúnyogok 20
maximums of limestone surface
Environmental temperature [oC]
15
maximums of brick surface
10 y = 0,7969x + 5,0455 R² = 0,6236
Lineáris (P. ariasi)
5
y = 1,1797x + 3,1087 R² = 0,7468
Lineáris (P. perniciosus)
0 -8
-6
-4
-2
0
2
4
6
-5
8
10
Lineáris (P. mascittii, P. neglectus, P. papatasi, P. perfiliewii)
Maximum possible temperature of the thermal bridges [oC]
• A vizsgált hőhidak felszíni hőmérsékletének alakulását ismerve értékelni lehetett, hogy a vizsgált lepkeszúnyog fajok túlélése ezen környezetben meddig biztosított a hőmérséklet függvényében
1960-1990 2011-2040 2041-2070
Klímaváltozás
Klímaváltozás+ hősziget
Klímaváltozás+ hősziget+hőhíd
A budapesti hősziget
•
• •
Törökbálinti észlelési adatokra támaszkodva elkéstítettük a P. mascittii és P. neglectus potenciális elterjedési területét a referencia periodusra (fekete kontúr) aés a 2025-2050-ös periódusra (lila kontúr) A törökbálinti elterjedést tekintettük a legmarginálisabb elterjedésnek, tekintve, hogy a Kárpát-medencében a legészakabbi A törökbálinti észlelés forrása: Farkas, R., Tánczos, B., Bongiorno, G., Maroli, M., Dereure, J., & Ready, P. D. (2011). First surveys to investigate the presence of canine leishmaniasis and its phlebotomine vectors in Hungary. Vector-Borne and Zoonotic Diseases, 11(7), 823-834.
A különböző januári minimum-hőmérsékleti értékek területi hisztogramja januárban 10 °C-os skálán a modellezett két lepkeszúnyog faj modellezett területi eloszlásával 1961-1990-ben (Histogram A) és 2025-2050 (Histogram B)-ban
Megtisztelő figyelmüket szerzőtársam nevében is köszönöm! Ezúton is szeretnénk köszönetet mondani a támogatásnak:
TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV ÚMFT TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0002 TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0009 TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0005
www.niagarathisweek.com
