Los organismos infectados por parásitos pueden responder de manera diferente a los cambios de temperatura que sus homólogos no infectados. según una nueva investigación de la Universidad de Georgia. El estudio de un sistema huésped-parásito en las aguas costeras del sureste de los EE. UU. Encontró que un aumento de solo 2 grados Celsius podría ser suficiente para hacer que el parásito se extinga localmente. ya que los huéspedes infectados no pueden sobrevivir a temperaturas más altas.

"La mayoría de los organismos están infectados por algún parásito, y muchas poblaciones tendrán una gran proporción infectada; en este sistema, hasta 30 a 40 por ciento, ", dijo la autora principal, Alyssa Gehman." Cuando una proporción tan grande de la población tiene una respuesta diferente a la temperatura, afecta la respuesta de toda la población. Entonces, si queremos poder predecir cómo van a responder los organismos al cambio ambiental, necesitamos poder predecir cómo responderán los organismos infectados ".

El estudio, "La ecología térmica del huésped y el parásito determinan conjuntamente el efecto del calentamiento climático en la dinámica epidémica, "aparece en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

La investigación se centra en una población de cangrejos de barro de espalda plana que viven en arrecifes de ostras cerca de Savannah, Georgia, y un parásito invasor que los infecta. Los cangrejos de barro son una especie común desde Massachusetts hasta Texas. El parásito un tipo de percebe nativo del Golfo de México, ahora se encuentra a lo largo de la costa atlántica desde Florida hasta Long Island Sound. Castra a su huésped y desarrolla un órgano reproductor externo que produce la descendencia del parásito. Estos se liberan en el agua como larvas que nadan libremente y buscan nuevos cangrejos no infectados para servir como huéspedes.

Gehman, en ese momento, un becario del Instituto Wormsloe de Historia Ambiental y un estudiante de doctorado en la Escuela de Ecología de Odum, estaba trabajando con este sistema huésped-parásito en una pregunta de investigación diferente cuando notó que los cangrejos infectados estaban muriendo en grandes cantidades a fines del verano.

Intrigado por la alta tasa de mortalidad en verano, Gehman trabajó con el profesor de la escuela Odum, Jeb Byers, para diseñar una serie de experimentos de laboratorio para establecer los rangos de temperatura para los parásitos y los cangrejos en diferentes etapas del ciclo de la enfermedad:no infectados, expuestos (colonizados por el parásito pero que aún no han producido descendencia del parásito) e infectados (que producen activamente descendencia del parásito). También buscó las temperaturas óptimas para la supervivencia de los cangrejos y el éxito reproductivo de los parásitos.

Trabajando en el Skidaway Institute of Oceanography de UGA en Savannah, Gehman pudo realizar sus experimentos junto al hábitat natural de los organismos de estudio. Recolectó cangrejos en las tres etapas de la enfermedad de los arrecifes de ostras locales y durante un período de ocho meses los sometió a diferentes tratamientos de temperatura que abarcan el rango anual de temperaturas de la región. Para cangrejos, midió las tasas de supervivencia por estado de infección, y para los parásitos, la tasa de reproducción.

Descubrió que había grandes diferencias en las tasas de supervivencia de los no infectados, cangrejos expuestos e infectados y en reproducción de parásitos dependiendo de la temperatura.

"Estas diferencias muestran que los parásitos afectan la forma en que los huéspedes responden a la temperatura, ", Dijo Gehman." A medida que aumentan las temperaturas, la infección por parásitos reduce la tasa de supervivencia de los huéspedes ".

Para determinar qué es probable que les suceda a estos organismos a medida que el clima se calienta, Gehman trabajó con el coautor Richard Hall de la Escuela de Odum y la Facultad de Medicina Veterinaria para desarrollar un modelo que representa el sistema huésped-parásito, teniendo en cuenta las diferentes etapas del ciclo de la enfermedad utilizando la información obtenida de los experimentos.

"Los experimentos de temperatura de Alyssa brindaron una oportunidad única para desarrollar modelos que predicen la dinámica de la infección bajo el calentamiento futuro, ", dijo Hall." Si bien existe un creciente interés en comprender los efectos de la temperatura en los organismos portadores de enfermedades como los mosquitos, Este fue uno de los primeros estudios en cuantificar cómo interactúan la temperatura y la infección por parásitos para influir en la supervivencia del huésped y la producción de parásitos. Luego podemos usar estos modelos para explorar cómo la variación anual de temperatura, y calentamiento futuro, influirá en la transmisión de parásitos en la costa de Georgia y más allá ".

Ejecutaron el modelo utilizando datos de temperatura media semanal calculados a partir del sitio de Investigación Ecológica a Largo Plazo del Ecosistema Costero de Georgia, que ha registrado temperaturas del agua en el área durante 12 años. La porción de la población de cangrejos infectada mostró un ciclo estacional pronunciado, con tasas de infección más altas en los meses más fríos del invierno y principios de la primavera, disminuyendo a fines de la primavera y el verano a medida que aumenta la temperatura del agua y los huéspedes, y en consecuencia sus parásitos, mueren en mayor número. Por lo tanto, el modelo capturó el mismo patrón cíclico observado en el parásito en los datos de campo.

"Las intrincadas mediciones de las respuestas de los organismos reales a la temperatura unidas a un modelo matemático es una empresa que requiere mucha mano de obra, y uno que rara vez se practica a este nivel de detalle para organismos grandes, "dijo Byers, el autor principal del artículo. "Pero el resultado valió la pena, porque permite un conocimiento notable de un sistema real y arroja luz sobre la importancia de comparar las temperaturas óptimas y los rangos de temperatura del huésped y el parásito para agudizar el pronóstico de enfermedades ".

Para pronosticar cómo es probable que los cangrejos de barro y sus parásitos respondan en escenarios de calentamiento plausibles, el equipo volvió a ejecutar el modelo con aumentos de temperatura promedio semanales de 1 y 2 grados C. Encontraron que con un aumento de 1 grado C, bajarán las tasas de infección; con una subida de 2 grados C, Se prevé que la población local de parásitos se extinga por completo.

Luego, Gehman observó los impactos del aumento de las temperaturas en la parte norte del rango del parásito, utilizando información proporcionada por el sistema de Reserva Nacional de Investigación Estuarina, que ha estado recopilando datos de temperatura en sitios a lo largo de la costa atlántica durante muchos años.

Descubrieron que no es probable que el calentamiento haga que el parásito se mueva más al norte. Sin embargo, para latitudes entre 34 y 40, aproximadamente desde el sur de Wilmington, Carolina del Norte, justo al norte de Toms River, Nueva Jersey:descubrieron que a medida que aumentaran las temperaturas, habría más semanas durante el año con condiciones favorables para la transmisión. Entonces, aunque no es probable que el rango del parásito se expanda e incluso se reduzca si se extingue en el sur, puede haber más transmisión en sus actuales ubicaciones del norte.

Gehman advirtió que esta predicción asume que ni el parásito ni el huésped se adaptarán al aumento de las temperaturas.

"Se espera que muchas enfermedades transmitidas por mosquitos aumenten en las regiones templadas bajo el cambio climático, pero esta investigación muestra que un mundo más cálido no siempre es un mundo más enfermo, ", dijo Byers." Es importante observar los detalles de las respuestas térmicas tanto del huésped como del parásito ".