Menys arbres i més malalties

Ens posem seriosos en Espores per reivindicar el valor dels arbres i dels boscos en el sentit més estricte, el control de les malalties i ho fem acompanyats per Antonio Pla, un nou bloguer molt actiu en Facebook, tant és així que coordina la pàgina dedicada estrictament a la divulgació de la biologia anomenada Biólogos por España. Llegiu!

El aumento de población y el consumo de recursos se manifiestan en una determinada región como motor de cambio ambiental, expresándose como alteración de cobertura vegetal, fragmentación del territorio y cambios en los usos del suelo. Estas transformaciones intensas en los usos del suelo, generan dinámicas en los sistemas naturales que contribuyen de forma intensa a la aparición de nuevos patógenos y en otras ocasiones a la reemergencia de otros que consideramos contenidos o erradicados.

La alteración del hábitat ha sido en innumerables ocasiones relacionada con el estado de salud humano, así como con el resto de comunidades biológicas que estructuran un ecosistema. En un sentido general es habitual reconocer aquellos impactos directos negativos sobre la salud humana y vida silvestre, cuando la alteración ambiental y efecto patogénico presentan continuidad temporal reducida y espacial. En este sentido, desde hace una década la comunidad científica presta gran atención aquellas alteraciones del hábitat, que producen impactos sobre la salud menos tangibles y que afectan a las relaciones más complejas y menos conocidas dentro de un ecosistema. Esa intangibilidad viene definida por el hecho de presentarse una descontextualización en el espacio y en el tiempo que relaciona un cambio ambiental con su efecto sobre la salud humana y la vida silvestre. Desde esta perspectiva se ha ahondado en el papel que juegan los bosques y su alteración con las enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes (Informe sobre la Salud en el Mundo 2013, OMS).

Con la aparición de Virus de la Inmunodeficiencia humana (VIH) se genera un nuevo status de estudio para las Enfermedades Infecciosas Emergentes (EIE). La capacidad potencial de muchos microparásitos en generar escenarios epidémicos de gran riesgo es bien conocida en unas ocasiones por emergencia de nuevas formas infectivas y en otras por la reemergencia de enfermedades aparentemente erradicadas. Establecer relacionas entre sí unas determinas tasas de deforestación o fragmentación del paisaje impulsa una EIE, es una problema científico de gran complejidad, por una parte debido a importantes lagunas de conocimiento y por otra posiblemente por el abordaje no integral de estos estudios (Forestry Research, CIFOR). Algunos autores ha propuesto una en los últimos años el concepto de biocomplejidad para el abordaje de estudios relacionados con la interacción humano-ambiente que presenta factores: sociales-económicos, asistenciales, geográficos y propiamente biológicos. La Organización Mundial de la Salud (OMS) de forma conjunta a la Organización de las Naciones Unidad para la Alimentación (FAO), han profundizado en las relaciones existentes entre ecosistemas y salud, con el objetivo de generar un marco de base científica capaz de generar decisiones futuras encaminadas hacia una mejora de la conservación y la sostenibilidad de los ecosistemas forestales y sus repercusiones directas sobre la salud.

La necesidad de ordenación estratégica del ecosistema forestal
Nuestro conocimiento de los servicios ecosistémicos asociados a los bosques es relativamente reciente y especialmente aquellos que obtenemos de su capacidad reguladora, y que han de ocupar una posición estratégica en el futuro en relación a su importante contribución a la dinámica climática y los ciclos biogeoquímicos, esta capacidad les confiere gran importancia actual, en tanto las grandes masas forestales tendrán un papel director en la mitigación de escenarios de cambio climático, que de forma directa guarda una estrecha relación con la modificación de las condiciones físicas, químicas y biológicas del medio natural afectando las dinámicas de transmisión y posible emergencia de agentes infecciosos. La pérdida de calidad del hábitat forestal, así como su fraccionamiento, puede mermar la capacidad reguladora del bosque como elemento de protección de la salud humana, al igual que ocurre gran con el resto de especies silvestres que lo estructuran (IPCC).

Conceptualizar el bosque como una unidad de producción de productos maderables, es una realidad que ha sido superada por una ideación más compleja y de profundas raíces científicas. Este cambio de paradigma se acerca a la realidad socio-económica de un gran parte de la población mundial que se sirve del ecosistema forestal como elemento necesario, imprescindible y sin alternativa para la supervivencia.

Si cuantificamos desde un escenario de abastecimiento los servicios forestales podemos visualizar con mayor facilidad esta intensa relación humano-bosque. Las estadísticas proporcionadas por la FAO, concluye que al menos un 18% de la población mundial dependen de los bosques, es decir, 1250 millones de personas necesitan de forma directa el ecosistema forestal como fuente de alimento, energía y vivienda, Chao (2012). Atendiendo a sus capacidades de suministro los bosques Africanos proporcionan el 27% del suministro total de energía primaria, un 13% en Latinoamérica y 5% para Asia y Oceanía. En este sentido existe un aumento en la tendencia del uso de esta fuente energética en America del Norte y Europa, donde actualmente 90 millones de viviendas utilizan la opción dendroenergética como principal fuente de calefacción. En materia de seguridad alimentaria 2400 millones de personas utilizan la madera recolectada como combustible en la elaboración de alimentos, y 764 millones utilizan la madera como fuente de combustible para calentar agua como procedimiento de saneamiento (El estado de los bosques del mundo, 2014).

La interacción del bosque con las poblaciones humanas, tiene en la deforestación uno de sus efectos más intensos, que ha sido el mecanismo, facilitar los cambios de usos de suelo, con una finalidad ligada a la expansión agrícola, de ahí que su aumento haya mantenido una relación paralela al aumento demográfico humano (Figura1). Tradicionalmente la deforestación ha estado vinculada al bosque templado, es a finales del siglo XX cuando se produce un desplazamiento hacia los bosques de zonas tropicales. Prácticamente entre 1950-1960 la deforestación se había detenido casi completamente en el bosque templado (Figura 2). Mientras la deforestación dentro del contexto internacional ha ido disminuyendo, hay regiones como África y Sudamérica que mantienen preocupantes tasas de deforestación, así para el decenio 2000-2010 fueron deforestadas un total de, 4 y 3,4 millones de hectáreas de bosque. Como referencia general la superficie forestal total mundial asciende a algo más de 4.000 millones de hectáreas, el 31% de la superficie terrestre, siendo la representación del bosque primario un 36% de la superficie forestal total, experimentando esta ultimo una disminuido en más de 40 millones de ha desde el año 2000 (Estado de Salud de los bosques, 2014). La investigadora Dra. SusanTrumbore (Instituto Max Planck de Biogeoquímica) recogía en un reciente estudio la fragilidad presente y futura de estos ecosistemas forestales tropicales que están acusando la perdida de superficie, debido una intensa deforestación local, aunque las tasas hayan disminuido en términos mundiales.

Alteración del Ecosistema Forestal y enfermedades infecciosas emergentes y reemergentes
Aproximadamente el 15% de todas la enfermedades infecciosas emergentes (EIE) mantiene una dependencia directa con el bosque, y su emergencia aparece en la mayoría de los casos asociada a eventos con alteración de la cubierta forestal (deforestación, fragmentación e intensificación agrícola, estructuras lineales). La historia ecológica de infecciones conocidas microparasitarias muestra que muchas de ellas tuvieron un origen de trasmisión asociado al ecosistema forestal, aunque actualmente han escapado a su influencia y su expansión queda condicionada a una trasmisión directa entre humanos o ligadas a un ciclo hombre-vector-hombre. Claros ejemplos de esta independencia del ecosistema forestal son el virus causante del síndrome de Inmunodeficiencia adquirida (VHI-1 y VIH-2) el virus del síndrome agudo respiratorio severo (SARS) y virus del dengue hemorrágico (DEN).

La relación Huésped-Parasito en particular y en general el complejo Eco-patógeno, se ve sometidos a las relaciones funcionales propias de los ecosistemas, así como a cualquier presión externa que se que se ejerza sobre el hábitat y modifique el contexto ecológico. Este hecho junto a otros es asumido por diversos autores para considerar que las alteraciones de la cubierta vegetal (deforestación y/o fragmentación de habitad) y cambios de usos de suelo (expansión agrícola y urbanización) son factores ambientales de extraordinaria importancia que contribuyen a la aparición de enfermedades infecciosas. Esto no significa que la causa última de la EIE sea la alteración del habitad forestal, las causas son algo más complejas. Una combinación de la alteración forestal, expansión demográfica en las zonas de influencia del bosque (urbanización) y expansión agrícola, que se presentan en una región de forma repentina o intermitente y gran intensidad. Esta combinación de factores es común a la gran mayoría de enfermedades infecciosas dependientes de los bosques o bien a los brotes cíclicos, dependientes o no de factores climáticos.

Patógenos de alta capacidad adaptativa
De forma concreta nos detenemos en la relevancia que han adquirido los virus ARN que representan un 37% de todas las EIE, y gran parte de asociadas a la alteración de ecosistemas forestales. Estos virus han demostrado una capacidad evolutiva que les ha hecho especialmente eficaces en el establecimiento de nuevos hospedadores para diferentes especies. Una vez que han aparecido, permanecen de forma activa, con una amplia capacidad para extenderse de un ámbito local a un escenario mundial. Esta posibilidad de superar los cambios ambientales, se debe a la alta capacidad de mutación, mediada por la baja fidelidad de ARN Polimerasa durante la replicación, este hecho se acompaña a su vez de la ausencia de mecanismos enzimáticos para corrección de errores. En este sentido los organismos con estructura celular poseen tasas de mutación unas 100.000 veces menores que las de los virus de ARN. Por otra parte los virus ARN poseen ciclos de replicación rápidos, que se acompañan de una amplia progenie que se manifiesta como subpoblaciones con fenotipos diferentes (cuasiespecies), que responden de forma eficaz ante la presión selectiva. Este mecanismos junto otros (reordenamiento o intercambio de genes) contribuyen a originar cambios de huésped o aumento del carácter patogénico del virus. La aparición de nuevos patógenos virales se encuentra favorecida tanto por su variabilidad como por la colonización humana de nuevos hábitats, especialmente aquellos forestales alterados, lo que supone a las nuevas especies virales entrar en contacto con multitud de potenciales nuevos hospedadores (SARS, Ébola, Lassa, Hendra y Nipah).

Han sido descritos múltiples mecanismos de acceso del patógeno desde los reservorios (múltiples reservorios) a humanos, la deforestación y la fragmentación del bosque ha favorecido la dispersión de portadores y vectores, de igual forma que propicia un aumento del contacto de las poblaciones humanas y vectores. Probablemente los vectores mejor conocidos son los mosquitos (Aedes, Anopheles, culex) y junto a ellos otros invertebrados Garrapatas, moscas, flebótomos, pulgas y triatominos, entre otros. Estos grupos son los responsables de la mayor parte de contagios relacionados con infecciones dependientes de la alteración del bosque (paludismo, dengue, tripanosomiasis africana humana, leishmaniasis, enfermedad de Chagas, fiebre amarilla). En el caso particular de mosquitos, estos han demostrado una capacidad de expansión y colonización muy elevada, en este sentido y debido a la alta sensibilidad que presentan a las alteraciones del ecosistema forestal y la degradación del hábitat, han sido capaces de modificar sus redes tróficas, su morfología o su genotipo. El establecimiento de estos vectores en los ecosistemas urbanos es un ejemplo de la capacidad adaptativa de estos organismos, siendo responsables de la expansión de la enfermedad vírica de Dengue. Las emergencias más recientes como el virus Ébola, nos acerca a la trasmisión del patógeno, por contacto con determinadas especies de murciélagos frugívoros, chimpancés, gorilas especialmente el contacto de su sangre, excrementos o fluidos corporales, así como el consumo de su carne. Por otra parte, la deforestación y fragmentación del bosque origina la abundancia de especies de menor tamaño que pueden ser objeto de caza y a su vez portadoras de patógeno. Estos mecanismos nos acercan a la seguridad alimentaria ligadas a los ecosistemas forestales, debido a que la carne de caza es un elemento insustituible en el patrón dietético para millones de personas en África.

La fragmentación del ecosistema forestal y Ébola
Los límites del ecosistema forestal han sufrido una perturbación que les convierte en elemento determinante para el conjunto de mecanismos de emergencia y expansión de las EIE. En este sentido los mapas de alta resolución de la cobertura forestal mundial (2013 y 2015) demuestran que el 20% de la cobertura forestal mundial se localizan a menos de 100 metros de los márgenes forestales; y que más del 70% de los bosques se localizan a menos de 1000 metros de los márgenes forestales. De estos datos se desprende que los bosques se encuentran en unos límites donde son objeto de alterabilidad por factores demográficos, microclimas alterados y especies no residentes. Los primeros contagios de Fiebre amarilla en Kenia (1992 a 1993) afecto a un asentamiento donde los casos se limitaron a aquellas personas que recogían leña y agua y/o cazaban. En este mismo sentido muchos de los brotes de Ébola han tenido lugar en las zonas marginales de los bosques. El brote epidémico registrado en Malasia (1996) por el de virus Nipah, fue asociado a un capitulo de deforestación en el bosque a causa de la construcción del aeropuerto internacional Kuala Lumpur, en el que los murciélagos frugívoros (género Pteropus) desprovistos de su hábitat colonizaron los árboles frutales existentes en una granja cercana al bosque.

Los márgenes del bosque objeto de la fragmentación y pérdida de hábitat forestal, no solo explican de forma genérica y breve los anteriores casos de expansión y contagio, también ejemplifican las alteraciones sobre la fauna que actúan de hospedador. En este sentido el roedor de patas blancas y el ciervo de cola blanca, ambos hospedadores de la garrapata (genero Ixodes) que trasmite la espiroqueta causante de la enfermedad de Lyme (EEUU) se adaptan a los márgenes de los bosques fragmentados y perturbados debido a la ausencia de depredadores, aumentando su población y garantizándose mayores tasa de contagio a humanos.

Este estado de fragmentación del bosque fueron sugeridos por la Organización Mundial de la Salud, como conexión entre brotes de la enfermedad causada por el de virus Ébola (EVE) y alteración del ecosistema forestal, en tanto se facilita la exposición de humanos a los reservorios, que por otra parte, son objeto de caza, como electo básico de la dieta local y regional. El estudio presentado por Foundation Environmental Resources Management, indicaba que la perdida de calidad de habitad, manifestada por el grado de fragmentación del hábitat, altera los hábitos de desplazamiento de fauna silvestre. Se estudiaron los patrones de fragmentación de los bosques con brotes de Ébola, con muestras al azar, se determino que la fragmentación del bosque era mayor en aquellos lugares donde se había dado un brote de Ébola (EVE). Los autores entienden que se produce una alteración de los hábitos tróficos y de refugio en murciélagos, e indirectamente propiciar el aumento del contacto murciélago y humano y favorecer el riesgo de aparición de la enfermedad en humanos.

Por otra parte, se ha sugerido que la fragmentación del habitad, podría promover la abundancia de especies de menor tamaño, que de ser objeto de caza aumentan el contacto y el posible riesgo. El Investigador Dr. Robert Nasih (CIFOR) considera que deber ser objeto de estudio intenso, la ingestión de carne de caza chimpancés, gorilas, monos y murciélagos frugívoros, como elemento de trasmisión del virus (fluidos corporales, excrementos, sangre) ya que es especialmente consumida a nivel regional en amplias zonas de África. Profundizar en las relaciones ecológicas que permiten la emergencia y expansión del virus es un reto futuro, como medida de contención ecológica dentro de un marco de ordenación forestal, que garantice de forma paralela la seguridad alimentaria de millones de personas.

Otro efecto de la deforestación asociado a los sistemas límnicos, es aquel que de forma indirecta genera una alteración de las funciones ecohidrológicas en las cuencas, que termina por manifestarse como una disminución de la infiltración y un aumento del caudal máximo y escorrentía durante las tormentas estacionales. Esto facilita la supervivencia y dispersión de patógenos, así como el mantenimiento del patógeno en las comunidades huéspedes. Los estudios muestran como las concentraciones de agua anormales, así como la sombra reducida (perdida de estructura vertical del bosque) promueven la reproducción y un aumento de larvas del mosquito del genero Anopheles, vector necesario en la trasmisión del parasito del genero Plasmodium, responsable de la Malaria. Algunos sistemas de canalización, asociados a los usos no sostenibles del suelo, pueden transportar patógenos a cientos de kilómetros. Por otra parte los sistemas de riego por inundación son un medio adecuado para la expansión de microparasitos.

Los factores causales inmediatos y mecanismos de EIE dependientes del bosque
Los factores causales inmediatos en la EIE dependientes del bosque vienen definidos por tres aspectos generales. Alteración de la cobertura vegetal y cambios en los usos del suelo, que es la expresión a nivel regional o local de cambio ambiental. Un creciente aumento del contacto humano con agentes patógenos en poblaciones no expuestas anteriormente. El último de estos factores causales considera el hecho de que estas infecciones pueden transmitirse originariamente por primates no humanos o vectores de gran capacidad adaptativa, así como generar la condición de huésped en animales domésticos.

En términos generales el aumento de población y el consumo de recursos se manifiestan en una determinada región como motor de cambio ambiental, expresándose como alteración de cobertura vegetal, fragmentación del territorio y cambios en los usos del suelo. Estas transformaciones en los usos del suelo, generan dinámicas relacionadas con la urbanización, intensificación agrícola y alteración del hábitat forestal. Esto provoca la interacción entre tres ecosistemas (forestal, agrícola y urbano), que opera promoviendo la exposición al patógeno, la expansión y la adaptación del mismo.

De la interacción entre los ecosistemas forestales naturales, agrarios y urbanos se producen tres cambios que afectan a; vectores y domesticación de reservorios; invasión del hábitat domestico por especies oportunista de fauna silvestre (vectores eficientes como ratas y artrópodos succionadores) e invasión del habitad natural de especies silvestres de los centros urbanos. Esta dinámica permite la emergencia de una nueva forma infectiva atendiendo: (1) Los patógenos presentan mayor oportunidad de cambio de huésped, o la posibilidad de adaptación a un nuevo huésped, (2) Se amplifica la transmisión, así como se aumenta la posibilidad de evolución por múltiples ciclos de transmisión, (3) Las densidad de patógenos, reservorios y población permite un fenómeno e expansión anormal. (4) Aumento de la capacidad infectiva del agente infeccioso, relacionada entre otros hechos con la variabilidad genética que experimenta la población del patógeno.

En definitiva la alteración del hábitat forestal dirigida por cambios en los usos del suelo y la expansión de las poblaciones humanas hacia los bosques, genera una mayor exposición de animales domésticos y personas a los vectores y reservorios del patógeno. Por otra parte la deforestación y fragmentación del ecosistema aparece asociado a una abundancia y expansión del hábitat propia del patógeno, consecuencia del aumento de la población de huéspedes y vectores. El aumento de huéspedes y/o vectores aumenta la frecuencia de contacto con seres humanos y de forma paralela pueden condicionar que huéspedes y vectores también se vuelvan infecciosos.

Pan troglodytes

El investigador y biólogo Dr. Oliver Pybus, publicaba recientemente en Science, el posible origen pandémico de virus VIH-1, en la ciudad africana de Kinshasa, alrededor del año 1920. En este sentido la alteración del ecosistema forestal (deforestación y expansión agrícola) había registrado tasas de deforestación, extraordinariamente elevadas, debido al incipiente mercado del caucho y transformación socio-económica de la cuenca del Congo. El contacto entre la fauna del bosque y trabajadores aumento de forma inusual, así como el contacto con congoleños que huían de la condición de esclavitud a los que sometía el gobierno Belga. Miles de personas se adentraron a vivir al interioro del bosque tropical en su huida de la condición de esclavo en el sector del caucho. La ciudad de África mejor conectada era Kinshasa (red ferroviaria, proximidad portuaria y carreteras), este escenario socio-económico unido al aumento de la prostitución y la llegada de mano de obra extranjera permite explicar la expansión de VIH (linaje M) a partir de 1960. El salto de especie entre primates no humanos y humanos ya se había producido con anterioridad, originado por la transformación del virus de inmunodeficiencia en simios (VIS) presente en la especie de Chimpancé Pan troglodytes, para el virus VIH-1 y Cercocebus torquatus atys (Mangabeye fuliginoso), para el virus VIH-2 (1940). Estos saltos de especies son coincidentes con la máxima presencia humana en bosques, así como con los grandes deterioros del ecosistema forestal y el consumo de carne de primates no humanos en la región (riesgo de contagio por contacto de sangre sobre heridas). En este sentido aclarar que el linaje M (VIH-1) es el responsable del 97% de las infecciones en mundo.

Este escenario de confluencia humana, animal y alteración ecosistémica en el seno de los bosques, es un factor determinante en la aparición y expansión de enfermedades infecciosas emergentes. Esto hace que sea necesaria una intensa ordenación de la gestión forestal y los usos del suelo, la gran dificultad a este consenso es el elevado número de políticas diferentes aplicadas por cada nacionalidad, así como el volumen de datos efectivos que no todos los países pueden ofrecer. La normalización de estos indicadores tiene lugar desde 1996, con la celebración del Seminario intergubernamental sobre criterios e indicadores para una ordenación forestal sostenible, organizado por el Gobierno de Finlandia en colaboración con la FAO en Helsinki. Por otra parte se constata el fracaso de políticas sanitarias en materia de prevención, respuesta o inmunización, que ha permitido la reermergencia de determinadas infecciones asociadas a la alteración de los ecosistemas. Es necesario aumentar la capacidad de protección que los ecosistemas no alterados ofrecen en materia de regulación de epidemias, favoreciendo su uso sostenible y perpetuo, así como adecuar el grado de conocimiento sobre las importantes lagunas existentes sobre sus capacidades reguladoras.

Profundizar en los factores causales de las EIE, permitirá la utilización de modelos que permitan saber donde y cuando pueden producirse determinadas infecciones. Las observaciones recogidas en la Evaluación de los Ecosistemas del Milenio (FAO 2005), desvela que aproximadamente el 60% de los ecosistemas examinados en esta evaluación están siendo degradados o se están utilizando de manera no sostenible. Esta degradación esta asociada inevitablemente a la pérdida de bienestar humano en términos de salud, que se materializa entre otros efectos en contribuir de forma intensa en la aparición y expansión de EIE. La inversión económica en investigación es una herramienta elemental, sin alternativa para superar los futuros escenarios epidémicos que han de de manifestarse tanto sobre comunidades animales como vegetales, especialmente en un escenario de crisis climática.