Кратко: повышение температуры и изменение режима осадков воздействуют на распространение векторных заболеваний через прямое влияние на биологию векторов и патогенов, изменение сезонности и ареалов, а также через адаптационные ответы векторов, патогенов и хозяев. Воздействие сильно нелинейно и местно-зависимо (увеличение риска до оптимума, затем падение при чрезмерном нагреве или засухе).
Ключевые механизмы
- Температура — прямые эффекты
- скорость развития личинок и время роста вектора уменьшаются с ростом температуры до оптимума → увеличение плотности взрослых.
- частота питания/укусов $a(T)$ обычно растёт с температурой до оптимальной.
- скорость репликации патогенов в векторе и внешняя инкубация (EIP, $\tau (T)$) сокращаются при потеплении → ранее становясь заразным.
- смертность вектора ${\mu }_v(T)$ имеет U‑образную/крылатую форму: повышается при слишком низких и слишком высоких температурах.
- в сумме это отражается на репродуктивном числе; упрощённо:
$$R_0(T)=\frac{VC(T)\cdot b\cdot c}{r},$$ где векторная способность
$$VC(T)=\frac{m(T)a(T{)}^{2}p(T{)}^{\tau (T)}}{-\ln p(T)},$$ $m$ — число векторов на человека, $p(T)$ — суточная вероятность выживания, $b,c$ — вероятности передачи, $r$ — скорость восстановления человека. Нелинейная чувствительность параметров к $T$ даёт сложную зависимость $R_0(T)$.
- типичный термический отклик (несимметричная кривая) можно аппроксимировать функцией Бриэр:
$$r(T)=aT(T-T_{min})\sqrt{T_{max}-T},$$ где $T_{min},T_{max}$ — границы выживания/активности.
- Осадки и влажность
- умеренные осадки увеличивают количество мест размножения (стоячая вода) и повышают плотность личинок; сильные ливни могут разрушать личиночные среды.
- влажность повышает жизнеспособность взрослых и активность поиска хозяина; засуха сокращает места размножения, но ирригация/водохранилища могут заменить естественные очаги.
- связь осадков и плотности векторов часто нелинейна: эффект положителен до порога, затем снижается.
- Пространственно‑временные эффекты
- расширение ареалов в более высокие широты и высоты (по мере смещения климатических ниш).
- удлинение вегетационного/трансмиссионного сезона и увеличение числа передаточных поколений в год.
- новые экосистемные взаимодействия (включая хищников, конкурентов, антропогенные ландшафтные изменения) влияют на исход.
Адаптационные ответы
- Векторы
- эволюция термостойкости, изменённое время активности (например, более вечерняя/ночная активность), смена мест размножения.
- поведенческая адаптация: перехождение в тень, изменение хозяинов (зоофилия ↔ антропофилия).
- рост устойчивости к инсектицидам при усилении контроля.
- Патогены
- ускорение репликации и сокращение $\tau$ при оптимальных $T$, возможный отбор на изменённую вирулентность и адаптацию к новым векторным видам.
- изменения в компромиссе вирулентность‑передача.
- Хозяева (люди/скот)
- поведенческие меры (больше времени в помещениях, кондиционирование), изменение экспозиции.
- иммунологическая адаптация на популяционном уровне медленна; вакцинация и здравоохранение — ключевые адаптационные меры.
Практические последствия и неопределённости
- регионально возможны и усиление, и ослабление передачи: небольшое потепление может резко увеличить $R_0$ в прохладных регионах; в жарких регионах дальнейшее потепление может уменьшить $R_0$ из‑за повышения смертности векторов.
- осадки создают «вспышкообразный» риск (после дождей) и долгосрочные изменения при изменении гидрологии.
- прогностическая сложность из‑за нелинейностей, адаптации и взаимодействия с землепользованием и общественным здравоохранением.
Рекомендации для мониторинга и управления (кратко)
- включать температурно‑и осадко‑зависимые функции параметров в эпидмодели (калибровать $a(T),{\mu }_v(T),\tau (T),m(T),p(T)$).
- мониторинг расширения ареалов, сезонности и эволюционных признаков векторов и патогенов.
- интегрированные меры: удаление мест размножения, целевая химическая и биологическая борьба, вакцинация и раннее предупреждение при экстремальных погодных условиях.
Вывод: климатическая трансформация изменяет риск векторных заболеваний через комплекс термических и гидрологических эффектов и через адаптацию организмов; эффекты нелинейны и контекстозависимы, поэтому требуются модели с температурно‑зависимыми параметрами и активный эпиднадзор.