DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36420-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41667532
تاريخ النشر: 2026-02-10
المؤلف: Hadeer Magdy وآخرون
الموضوع الرئيسي: توزيع الأنواع وتغير المناخ
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في تأثير تغير المناخ على التوزيع العالمي للبرغوث البشري، *Pulex irritans*، وهو ناقل مهم للجراثيم الحيوانية مثل *Yersinia pestis* و*Bartonella quintana* و*Rickettsia felis*. باستخدام نموذج موطن بيئي (ENM) يعتمد على 564 سجلًا جغرافيًا و15 متغيرًا مناخيًا حيويًا، استخدمت الدراسة خوارزمية أقصى إنتروبيا (MaxEnt) لتوقع ملاءمة الموطن تحت سيناريوهين عاليي الانبعاثات (SSP370 وSSP585) للسنوات 2050 و2070، مدعومة بـ DIVA-GIS. أظهرت النتائج أداءً قويًا للنموذج (AUC = 0.898؛ TSS = 0.6)، حيث تم تحديد متوسط درجة الحرارة السنوية (Bio1) كعامل رئيسي يؤثر على التوزيع. تشير التوقعات إلى توسيع نطاق *P. irritans* إلى خطوط عرض أعلى عبر قارات مختلفة، بينما من المتوقع أن تصبح مناطق مثل شمال أوروبا وكندا وروسيا موائل مناسبة. وعلى العكس، من المتوقع فقدان الموائل في أجزاء من إفريقيا وأستراليا بسبب الاحترار الشديد.
تخلص الدراسة إلى أن تغير المناخ المستمر سيغير بشكل كبير توزيع الموائل المناسبة لـ *P. irritans*، مما يشكل تهديدًا كبيرًا للصحة العامة في المستقبل القريب (2021-2040) والبعيد (2081-2100). تسلط التحليل الضوء على درجة الحرارة كدافع رئيسي لهذه التحولات، متنبئًا بزيادة في الموائل المناسبة للغاية التي قد تعزز انتقال الجراثيم المنقولة بواسطة الناقلين في مناطق لم تكن متوطنة سابقًا. ومع ذلك، فإن آثار تغير المناخ غير متجانسة مكانيًا، حيث تصبح بعض المناطق التي كانت مناسبة تاريخيًا أقل ملاءمة. تؤكد هذه الدراسة على الحاجة الملحة للمراقبة في المناطق المعرضة للخطر لمواجهة تهديدات الأمراض المنقولة بواسطة الناقلين الناشئة.
الطرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية ومعدات وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى البروتوكولات المتبعة لجمع البيانات وتحليلها. يبرز القسم أهمية القابلية للتكرار والصرامة في المنهجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب من قبل باحثين آخرين.
بالإضافة إلى ذلك، قد تشمل الطرق التحليلات الإحصائية المستخدمة لتفسير البيانات، مع تحديد أي برامج أو أدوات تم استخدامها لإجراء الحسابات. يهدف القسم إلى تقديم نظرة شاملة على التقنيات والأساليب المتبعة، مما يسمح بفهم واضح لكيفية اشتقاق النتائج وتقييم صحتها.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على آثار تغير المناخ على توزيع البرغوث البشري، *Pulex irritans*. باستخدام بيانات الحدوث من منشأة المعلومات العالمية للتنوع البيولوجي (GBIF) وتطبيق نهج نمذجة قوي من خلال أقصى إنتروبيا (MaxEnt)، تحدد الدراسة تحولات كبيرة في ملاءمة الموطن بسبب ارتفاع درجات الحرارة العالمية وتغير أنماط هطول الأمطار. أظهر النموذج أداءً تنبؤيًا قويًا، مع منطقة تحت المنحنى (AUC) تبلغ 0.898 وإحصائية المهارة الحقيقية (TSS) تبلغ 0.6، مما يشير إلى توافق موثوق بين التوزيعات المتوقعة والفعلية. وُجد أن المتغيرات المناخية الحيوية الرئيسية، وخاصة متوسط درجة الحرارة السنوية، كانت حاسمة في تحديد ملاءمة الموطن، مع توقعات تشير إلى أن *P. irritans* قد تتوسع إلى مناطق معتدلة وعالية الارتفاع لم تكن مناسبة سابقًا بحلول عامي 2050 و2070 تحت سيناريوهات عالية الانبعاثات.
تؤكد النتائج على الترابط بين تغير المناخ والصحة العامة، حيث يشكل التوسع المتوقع في نطاق *P. irritans* خطرًا متزايدًا للأمراض المنقولة بواسطة الناقلين، بما في ذلك الطاعون والتيفوس الفأري، خاصة في خطوط العرض الشمالية والمناطق ذات البنية التحتية غير الكافية للمراقبة. تدعو الدراسة إلى تعزيز المراقبة واستراتيجيات الإدارة التكيفية لمواجهة التحديات البيئية والصحية التي تطرحها إعادة توزيع هذا الناقل. علاوة على ذلك، تؤكد الحاجة إلى أبحاث مستقبلية لتضمين عوامل بيئية وإنسانية إضافية لتحسين النماذج التنبؤية وإبلاغ الاستعداد للصحة العامة في مواجهة التغيرات المدفوعة بالمناخ.
القيود
تناقش قسم القيود التحليل ثنائي الأبعاد للموطن البيئي للبرغوث البشري، *Pulex irritans*، باستخدام اختبار الغلاف لتقييم قابليته البيئية للتكيف فيما يتعلق بمتوسط درجة الحرارة السنوية (Bio1) وهطول الأمطار السنوي (Bio12). تشير النتائج إلى أن *P. irritans* يمكن أن تزدهر عبر نطاق واسع من درجات الحرارة (2-25 °م) ومستويات هطول الأمطار (0-2200 مم)، مما يظهر مرونة بيئية كبيرة.
ومع ذلك، تحدد التحليل أيضًا متغيرات بيئية معينة تفرض قيودًا على هذه القابلية للتكيف. من الجدير بالذكر أن متوسط درجة الحرارة في أبرد ربع في آسيا وأمريكا الجنوبية، بالإضافة إلى متوسط درجة الحرارة في أدفأ ربع في أستراليا والشرق الأوسط، هي عوامل حاسمة تقيد توزيع الأنواع. تسلط هذه القيود الضوء على التفاعل المعقد بين الظروف البيئية والموطن البيئي لـ *P. irritans*.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-36420-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41667532
Publication Date: 2026-02-10
Author(s): Hadeer Magdy et al.
Primary Topic: Species Distribution and Climate Change
Overview
This research investigates the impact of climate change on the global distribution of the human flea, *Pulex irritans*, a significant vector for zoonotic pathogens such as *Yersinia pestis*, *Bartonella quintana*, and *Rickettsia felis*. Utilizing an ecological niche model (ENM) based on 564 georeferenced records and 15 bioclimatic variables, the study employed the Maximum Entropy (MaxEnt) algorithm to project habitat suitability under two high-emission scenarios (SSP370 and SSP585) for the years 2050 and 2070, corroborated by DIVA-GIS. The results demonstrated robust model performance (AUC = 0.898; TSS = 0.6), with annual mean temperature (Bio1) identified as the primary factor influencing distribution. Projections indicate a range expansion for *P. irritans* into higher latitudes across various continents, while regions like northern Europe, Canada, and Russia are expected to become suitable habitats. Conversely, habitat loss is anticipated in parts of Africa and Australia due to extreme warming.
The study concludes that ongoing climate change will significantly alter the distribution of suitable habitats for *P. irritans*, posing a substantial public health threat in both the near (2021-2040) and long-term (2081-2100) future. The analysis highlights temperature as the key driver of these shifts, predicting an increase in highly suitable habitats that could enhance the transmission of vector-borne pathogens in previously non-endemic areas. However, the effects of climate change are spatially heterogeneous, with some historically suitable regions becoming less hospitable. This research underscores the urgent need for surveillance in vulnerable regions to address emerging vector-borne disease threats.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as the protocols followed for data collection and analysis. The section emphasizes the importance of reproducibility and rigor in the methodology, ensuring that the experiments can be replicated by other researchers.
Additionally, the methods may include statistical analyses employed to interpret the data, specifying any software or tools utilized for calculations. The section aims to provide a comprehensive overview of the techniques and approaches taken, allowing for a clear understanding of how the findings were derived and their validity assessed.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the implications of climate change on the distribution of the human flea, *Pulex irritans*. Utilizing occurrence data from the Global Biodiversity Information Facility (GBIF) and employing a robust modeling approach through Maximum Entropy (MaxEnt), the study identifies significant shifts in habitat suitability due to rising global temperatures and changing precipitation patterns. The model demonstrated strong predictive performance, with an Area Under the Curve (AUC) of 0.898 and a True Skill Statistic (TSS) of 0.6, indicating a reliable alignment between predicted and actual distributions. Key bioclimatic variables, particularly annual mean temperature, were found to be crucial in determining habitat suitability, with projections suggesting that *P. irritans* may expand into previously unsuitable temperate and high-altitude regions by 2050 and 2070 under high-emission scenarios.
The findings underscore the interconnectedness of climate change and public health, as the projected range expansion of *P. irritans* poses a heightened risk for vector-borne diseases, including plague and murine typhus, particularly in northern latitudes and regions with inadequate surveillance infrastructure. The study calls for enhanced monitoring and adaptive management strategies to address the ecological and health challenges posed by the redistribution of this vector. Furthermore, it emphasizes the need for future research to incorporate additional ecological and anthropogenic factors to refine predictive models and inform public health preparedness in the face of climate-driven changes.
Limitations
The section on limitations discusses the two-dimensional niche analysis of the human flea, *Pulex irritans*, utilizing the envelope test to assess its ecological adaptability in relation to annual mean temperature (Bio1) and annual precipitation (Bio12). The findings indicate that *P. irritans* can thrive across a wide range of temperatures (2-25 °C) and precipitation levels (0-2200 mm), demonstrating significant ecological flexibility.
However, the analysis also identifies specific ecological variables that impose limitations on this adaptability. Notably, the mean temperature of the coldest quarter in Asia and South America, as well as the mean temperature of the warmest quarter in Australia and the Middle East, are critical factors that constrain the species’ distribution. These limitations highlight the complex interplay between environmental conditions and the ecological niche of *P. irritans*.