Dossier : Climat   
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Quantifier les liens entre le climat et les maladies infectieuses et parasitaires
Extrait de la Lettre n°17 Programme International Géosphère Biosphère-Programme Mondial de Recherches sur le Climat (PIGB-PMRC)


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Les conséquences possibles du réchauffement climatique sont multiples et peuvent être indirectes. Ainsi, suite à ce réchauffement, un certain nombre de maladies infectieuses et parasitaires pourraient se transmettre plus facilement affectant l’homme ainsi que le monde végétal et animal. L’étude présentée ci-dessous, réalisée sur la distribution spatiale des 340 agents infectieux et parasitaires, permet de préciser les liens de ces maladies avec le climat.

Récemment, plusieurs études ont montré l’incidence possible de paramètres bio-climatologiques comme la température et la pluviométrie sur la distribution spatiale et la dynamique temporelle de maladies infectieuses et parasitaires tel le choléra, la malaria ou la dengue... L’épidémie d’hantavirus dans le sud-ouest des Etats-Unis en 1993 aurait comme cause une explosion des populations d’un petit rongeur, réservoir naturel du virus, à la suite d’une augmentation de la pluviométrie due à El Nino dans ces régions, et ayant causée une production de graminées plus abondantes pour les rongeurs granivores. Tous ces exemples s’adressent à des agents infectieux ou parasitaires particuliers, le plus généralement associés à un vecteur ou à un réservoir dont les populations interagissent directement avec les conditions environnementales. Cependant, la recherche actuelle manque d’une vision globale et quantifiée des liens qui existent réellement entre le climat et les agents étiologiques responsables de maladies.

     
     
   

Distribution spatiale des principaux agents vecteurs de maladie

Une étude récente (V. Guernier, M. Hochberg et J-F Guégan, «Ecology Drives the Worldwide Distribution of Human Diseases», http://gemi.mpl.ird.fr/cepm/edbs/pub/PLoS2004.pdf) apporte les premiers éléments d’une quantification globale de la distribution spatiale des principales espèces de micro-organismes, responsables de maladies dans les populations humaines, et des liens qu’ils entretiennent avec des facteurs bioclimatiques notamment. A l’aide d’une base de données sur près de 340 différents groupes d’agents infectieux et parasitaires concernant 224 nations et territoires autonomes (allant des virus aux bactéries en passant par les helminthes et les champignons, et de leur répartition actuelle sur Terre) les auteurs ont, dans un premier temps, modélisé leur distribution spatiale en se servant de simulations stochastiques Monte Carlo.

     
     

Figure 1 - Richesse et composition spécifiques en agents étiologiques
 

Une distribution spatiale qui n’est pas aléatoire

Par reconstruction de scénarios, ils ont montré que la distribution spatiale actuelle des agents étiologiques dans les populations humaines n’est pas aléatoire. Deux points la caractérisent :

• les richesses spécifiques en microbes et en parasites sont nettement plus élevées dans les zones inter-tropicales lorsqu’on les compare aux zones tempérées ;
• les communautés microbiennes et parasitaires plus riches sous les basses latitudes englobent statistiquement celles présentes à des latitudes plus élevées, ce que les auteurs nomment un «nested species subset pattern» à l’image des poupées gigognes russes qui s’emboîtent les unes dans les autres.

Autrement dit, les compositions d’espèces microbiennes et parasitaires, responsables de maladies dans les populations humaines, forment des sous-ensembles des communautés riches rencontrées dans les zones inter-tropicales au fur et à mesure que l’on s’éloigne de l’équateur (voir Figure 1).

     
     
   

Les régions équatoriales : réservoir d’agent infectieux ?

Cette organisation spatiale dite en anglais «nested species subset pattern» est bien connue chez les écologistes ; elle implique que le mouvement de dispersion des agents infectieux et parasitaires entre les populations humaines se fait globalement de régions dites «sources», ici les zones équatoriales, vers des régions nommées « puits», plus tempérées. Ce modèle global de dispersion d‘agents infectieux et parasitaires ne contredit pas le fait que plusieurs virus ou bactéries ont pu être transportés des régions occidentales vers les zones tropicales, notamment lors des colonisations ; il montre cependant que cette possibilité est réduite dans un schéma global de diffusion des zones tropicales vers les zones de hautes latitudes. La comparaison entre les deux hémisphères ne montre pas de différences très marquantes.

Les auteurs expliquent que les diversités biologiques en animaux, plus grandes dans les zones inter-tropicales, sont génératrices de nouvelles maladies dans les populations humaines par transferts des micro-organismes des uns aux autres, 75% des agents étiologiques chez l’homme actuellement ayant une origine zoonotique connue.

     
     
   

L’écart saisonnier de pluviosité : un facteur bio-climatique clé

Recherchant les facteurs responsables de ces distributions spatiales de microbes et parasites dans les populations humaines, V. Guernier, M. Hochberg et J.-F Guégan montrent que les facteurs bio-climatiques, et en particulier les différences de pluviométrie entre le mois le plus humide et celui le plus sec, rendent statistiquement compte des observations faites. De nombreux micro-organismes et parasites pathogènes pour les populations humaines sont, en effet, soit directement dépendant des conditions environnementales pour accomplir leur cycle de vie, soit indirectement liés à des vecteurs ou à des réservoirs pour lesquels les conditions climatiques, et plus précisément la variabilité pluviométrique intra-annuelle, sont prépondérantes dans leur cycle biologique.

Sur les 340 agents étiologiques étudiés, certains sont des organismes viraux ou bactériens contagieux, c’est à dire que la transmission s’opère d’humain à humain, sans qu’on ait à invoquer un possible lien avec le climat. C’est évidemment le cas du virus du SIDA ou de la mycobactérie responsable de la tuberculose, par exemple. D’autres, comme les bactéries méningocoques responsables de la méningite en Afrique, ou encore le virus de la grippe, dépendent de l’évolution globale ou plus régionale du climat pour se disséminer dans les populations humaines, causant les effets morbides et mortelles que l’on connaît.

     
     
   

Perspectives

La distribution spatiale des 340 agents étiologiques étudiés par V. Guernier, M. Hochberg et J.-F Guégan représente un point 0 qu’il était nécessaire de réaliser. Ces chercheurs envisagent de reproduire cette analyse dans le futur sur une base de données actualisée des 340 agents pathogènes car, si leurs hypothèses sont vérifiées, de nombreux microbes et parasites devraient migrer et contaminer les populations humaines dans les zones géographiques de hautes latitudes, des événements qui se sont produits dans les temps géologiques à la faveur de climats plus cléments.

Notre groupe s’intéresse aujourd’hui à la macroécologie des dynamiques temporelles de cas de choléra dans le Monde, une maladie dont la bactérie responsable est très liée aux événements climatiques globaux. Cette nouvelle recherche permettra une cartographie du risque infectieux sur la base d’analyses statistiques et mathématiques de séries temporelles sur 80 années.

     
     
   

Contact : Jean-François Guégan
Génétique & Evolution des Maladies Infectieuses
GEMI, UMR 2724 IRD-CNRS,
911 avenue Agropolis, BP 64501,
34394 Montpellier cedex 5 France

     


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