علم البيئة المرضي

علم البيئة المرضي هو فرع من فروع علم البيئة يهتم بآليات وأنماط وتأثيرات العلاقة بين العامل الممرض والمضيف، خاصة تلك المتعلقة بالأمراض المعدية. فمثلًا، يدرس علم البيئة المرضي كيفية انتشار الطفيليات وتأثير مجموعات ومجتمعات الحياة البرية عليها. من خلال دراسة تدفق الأمراض داخل البيئة الطبيعية، يسعى العلماء إلى فهم أفضل لكيفية تأثير التغيرات في بيئتنا على كيفية انتقال مسببات الأمراض. ففي حين أن العدوى الطفيلية لا تُسبب جميعها المرض، فإن تلك التي تُسبب المرض قد تُسبب آثارًا وخيمة، مما يؤدي أحيانًا إلى وفيات جماعية لعوائل مُحددة على مساحات شاسعة. قد تكون فاشيات الأمراض عرضية بطبيعتها، أو مُستمرة لفترات طويلة. وبالتالي، غالبًا ما لا يكون المرض نتيجةً ثابتةً للعدوى، بل ينتج عن تفاعل الطفيلي والمضيف والظروف البيئية المحلية، حيث يُمكن أن تُؤدي تغيرات مُعينة إلى آثار ضارة شديدة على المضيف. لذلك، يسعى علم بيئة الأمراض إلى فهم الروابط بين التفاعلات البيئية وتطور المرض. تتزايد الأمراض المعدية الجديدة الناشئة والمتجددة (التي تصيب كل من الحياة البرية والبشر) بمعدلات غير مسبوقة، ويترافق ذلك بتأثيرات دائمة على الصحة العامة وصحة النظام البيئي والتنوع الحيوي.

 النشأة والتطور 
نشأ علم بيئة الأمراض مع تزايد إدراك العلماء لإمكانية ربط التفاعلات بين المُمْرِض والمضيف بتفاعلات أخرى بين الأنواع، مثل التفاعلات بين المفترس والفريسة، أو بين المُنافسين، أو المُتَكافِلِين. في أبسط صوره، يتكون المرض المُعدي من تفاعل بين نوع واحد من العوامل المُمْرِضة ونوع واحد من المضيف. شهد تطور علم بيئة الأمراض منذ أواخر القرن العشرين تعقيدًا متزايدًا، بما في ذلك إدراك أن معظم مسببات الأمراض تصيب أنواعًا متعددة من العوائل، وأن العوائل تُصاب بمسببات أمراض متعددة، وأن الظروف اللاحيوية (مثل درجة الحرارة والرطوبة) تتفاعل مع الظروف الحيوية لتؤثر على انتقال المرض وانتشاره. ونتيجةً لذلك، غالبًا ما يتطلب فهم ديناميكيات الأمراض إطارًا أوسع من أبسط نظام بين العوائل والممرضات. يهتم علماء بيئة الأمراض بكلٍّ من الأسباب البيئية لأنماط الأمراض، مثل كيف تؤثر الكثافة السكانية للمضيف على معدلات انتقال المرض، والعواقب البيئية للمرض مثل كيف تتغير ديناميكيات سكان الأنواع المضيفة مع تطور الوباء. ونتيجةً لذلك، غالبًا ما يتكامل علم بيئة الأمراض اليوم عبر عدة مستويات من التنظيم البيولوجي، بدءًا من الآليات الجزيئية للأمراض والمناعة؛ مرورًا بتغيرات الكائن الحي الفردية في الصحة والبقاء والتكاثر؛ ووصولًا إلى ديناميكيات سكان العوائل ومسببات الأمراض؛ ووصولًا إلى ديناميكيات مجتمعات العوائل ومسببات الأمراض؛ ووصولًا إلى آثار المرض على عمليات النظام البيئي؛ ووصولًا إلى آثار تغير المناخ وتغير المناظر الطبيعية على المرض على مستوى النظام البيئي.

تضمن ظهور علم بيئة الأمراض التكامل التدريجي لعدة مسارات بحثية متميزة. ومن أهم هذه التطورات إنشاء نموذج رياضي للملاريا بعد وقت قصير من وصف السير رونالد روس الأولي لدورة حياة الطفيلي المسبب لمرض الملاريا المعروف باسم البلازموديوم، في بعوض الأنوفيلة. ميز نموذج روس بين المجموعات الفرعية من البعوض والبشر المعرضة للإصابة وتلك المصابة، وتتبع فترة الكمون للإصابة في كل من الناقل والمضيف. عُمِّم نموذج روس لاحقًا في نماذج كيرماك وماكيندريك 1927، والتي صنّفت الأفراد في مجموعة مضيفة إلى الفئات الوبائية التالية: المعرضون للإصابة (S)، المعرضون للإصابة (E)، المُعديون (I)، أو المتعافين (R)، وتتبع معدل انتقالهم من فئة إلى أخرى. صُممت هذه النماذج لأنواع محددة من الأمراض وفقًا، على سبيل المثال، لما إذا كان هناك فترة كمون من التعرض للعدوى، وما إذا كان العوائل تتعافى، أو ما إذا كانت العوائل المتعافية تستعيد قابليتها للإصابة. سمح تتبع أعداد الأفراد في كل مقصورة ومعدلات الانتقال للباحثين بوصف الأوبئة والتنبؤ بها كميًا. وكان التطور الأساسي الآخر هو دمج الطفيليات في علم البيئة التجريبي المبكر. وقد أثرت ملاحظة عالم بيئة الأمراض الأمريكي توماس بارك لأن الإصابة بطفيلي أبواغ حوّلت منافسًا مهيمنًا إلى منافس أدنى، مما عكس نتيجة المنافسة بين نوعين من خنفساء الدقيق، بشدة على علماء البيئة السكانية والمجتمعية.

 العوامل المؤثرة في انتشار الأمراض 
تؤدي العدوى الطفيلية، جنبًا إلى جنب مع بعض الأمراض المنقولة بالعوامل الممرضة دورًا هامًا في الحياة البرية وقد تملك آثارًا صحية شديدة على أفراد ومجموعات معينة. تزيد التفاعلات المستمرة بين العائل والطفيلي من أهمية ودور علم البيئة المرضي في الحفاظ على البيئة.

 العوامل البيئية 
العوامل البيئية التي يمكن أن تحدد استمرار وانتشار الأمراض هي عدد السكان وكثافتهم وتكوينهم. يعد حجم المجتمع المضيف مهمًا في سياق التفاعلات بين الطفيليات والمضيف نظرًا لأن انتشار الأمراض يحتاج إلى عدد سكان مضيف كبير بما يكفي للحفاظ على استمرارية هذه التفاعلات. ستؤثر صحة عموم السكان أيضًا على الطريقة التي تنتقل بها الطفيليات والأمراض بينهم. بالإضافة إلى ذلك، قد تؤثر ديناميكيات المنافسة والافتراس في النظام البيئي على كثافة العوائل المحتملة التي يمكن أن تزيد أو تحد من انتشار الأمراض.

 التفاعلات بين المفترس والفريسة 
في بعض الحالات عندما يضعف الطفيلي حيوانًا ما، يصبح فريسة أسهل للأنواع المفترسة. في بعض الأحيان، تفضل الحيوانات المفترسة إطعام الفريسة المريضة أو المصابة على الرغم من أنها تحمل طفيليًا لأنها ستكسب بذلك فرصة أكبر لحصولها على فريسة ضعيفة. بدون وجود أنواع مفترسة، من المحتمل أن تتجاوز أنواع الفرائس الأعداد التي يمكن التحكم فيها، مما سيؤدي إلى الانتشار السريع لمسببات الأمراض عند جميع الفرائس. سيزداد عدد العوائل المتاحة في حال عدم التخلص من الفرائس المصابة نتيجة نقص عدد المفترسين. ومع ذلك، يوجد بعض المواقف التي يمكن أن يؤدي فيها الافتراس إلى إثارة مسببات أمراض معينة كانت هاجعة في السابق مما يؤدي إلى وباء لم يكن ليحدث لولا ذلك. تستطيع بعض الطفيليات البقاء على قيد الحياة بعد استهلاك الأنواع المضيفة مما يؤدي إلى انتشار الطفيلي في فضلات المفترس، مما سيساعد على استمرار انتشار المرض.

 التطفل 
يعتبر التطفل أمرًا مهمًا جدًا في علم البيئة المرضي لأنه يؤثر على الطريقة التي يتصرف بها السكان كونهم حاملين للأمراض. قد تغير هذه الأمراض توقيت الأحداث، والدورات الحيوية الجيولوجية الكيميائية. تستطيع الطفيليات الحد من النمو السكاني وتكاثر الأنواع مما قد يؤدي إلى تحول في توازن النظام البيئي. تؤثر الطفيليات بطرق أخرى على الأنظمة البيئية من خلال تأثيرها على دورات المغذيات. تستطيع الطفيليات إحداث اختلالات في عناصر النظام البيئي من خلال العلاقة التي تربطها بالمضيف والنظام الغذائي له.

 العوامل البيولوجية 
تشمل العوامل البيولوجية التي يمكن أن تحدد استمرار الأمراض المعايير المتعلقة بمستوى الفرد بين السكان (كائن حي واحد). يوجد فروق بين الجنسين تؤثر بشكل سائد في انتقال المرض. فمثلًا ذكور المنك الأمريكي أكبر ويسافرون لمسافات أوسع، مما يجعلهم أكثر عرضة للتلامس مع الطفيليات والأمراض. قد يؤثر عمر الأنواع المضيفة على معدل انتقال الأمراض أيضًا. فالأفراد الأصغر سنًا لم يكتسبوا بعد مناعة القطيع، وبالتالي سيكونون أكثر عرضة للإصابة بالعدوى الطفيلية.

 العوامل البشرية 
قد تكون العوامل البشرية السبب وراء انتشار بعض الأمراض من خلال التدخل في أو نقل الحياة البرية بهدف حفظها. بالإضافة إلى ذلك، يساعد النشاط البشري على تغيير الطريقة التي تنتقل بها الأمراض عبر البيئة الطبيعية.

 أمثلة بارزة في علم البيئة المرضي 

 الملاريا 
تُصيب الملاريا ما بين 100-200 مليون شخص، وتتسبب في وفاة ما بين مليون ومليوني شخص حول العالم سنويًا، وهو مرض تنقله أنثى بعوضة الأنوفيلة، وتنتشر في الغالب في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى وهي مشكلة صحية عامة طويلة الأمد. الملاريا مرض تؤثر عليه العوامل المناخية بشدة، وبالتالي سيكون لتغير المناخ تأثير ملحوظ على انتقال المرض. مع ارتفاع درجات الحرارة، تكتمل المرحلة التناسلية لطفيلي البلازموديوم، داخل أمعاء البعوضة. سيضمن هذا إصابة أنثى البعوضة بالعدوى قبل نهاية عمرها الافتراضي. يعتبر هطول الأمطار أيضًا عاملًا حاسمًا في تكاثر وانتقال الملاريا. مع تأثير تغير المناخ على أنماط هطول الأمطار المنتظمة، وجدت الدراسات أن إمكانية تكاثر البعوض قد تزداد كنتيجة مباشرة لتغير المناخ.

 مرض لايم 
مرض لايم هو أكثر الأمراض المنقولة بالقراد شيوعًا في جميع أنحاء الولايات المتحدة وأوروبا مع ما يقدر بنحو 476 ألف حالة في أوروبا و200 ألف حالة في الولايات المتحدة سنويًا. توصلت الدراسات مؤخرًا إلى أن هناك خطرًا متزايدًا للإصابة بمرض لايم في جنوب كندا بسبب توسع انتشار ناقل القراد (قرادة الغزال)، وهو المسؤول عن نقل المرض. يؤدي تغير المناخ إلى فصول شتاء أكثر اعتدالًا وامتداد موسم الربيع والخريف؛ وتؤدي هذه العوامل إلى امتداد المناطق التي يستطيع القراد العيش فيها مثل في خطوط العرض العليا (حيث لا يوجد عادة). ظهرت العدوى البشرية لمرض لايم بشكل متزايد في أجزاء جنوبية معينة من المقاطعات الكندية مثل أونتاريو وكيبيك ومانيتوبا ونوفا سكوشا. وفقًا للدراسات الكندية المنشورة، تساهم العوامل البيئية الأخرى في توسيع نطاق قرادة الغزال والذي يتضمن إدخال الناقل من خلال الطيور المهاجرة وكثافة أعداد الغزلان.

 فيروس غرب النيل 
ينتقل فيروس غرب النيل بين البعوض والطيور الجارحة بما في ذلك النسور والصقور والبوم. في الولايات المتحدة، يُدرَس فيروس غرب النيل بشكل متزايد في نيويورك وكونيتيكت بسبب تأثيرات تغير المناخ على اثنين من ناقلات الأمراض التي تحمل الفيروس. يعمل تغير المناخ على تعزيز التهجين بين اثنين من نواقل البعوض (البعوضة خماسية الخطوط، والبعوضة المنزلية الشمالية)، والذي قد يكون له تأثير على التركيب الجيني لهما، مما يزيد من فعاليتهما في نقل الأمراض ويزيد من قدرتهما على التكيف مع الظروف المناخية المختلفة.

 المراجع 

 معلومات المراجع 























































تصنيف:وبائيات