مدل‌سازي توزيع مكاني ناقلين بيماري تب دانگ در ايران با استفاده از مدل آنتروپي بيشينه و الگوريتم ژنتيك

سابقه و هدف: تب دانگ، يكي از بيماري‌هاي واگير و ويروسي است كه از طريق دو گونه‌ پشه‌ آئدس اجيپتي و پشه‌ آئدس آلبوپيكتوس منتقل مي‌شود و به‌سرعت در جهان در حال گسترش است. افزايش دماي كره‌ زمين، تغييرات اقليمي و الگوي بارندگي و نيز گسترش شهرنشيني در اغلب نقاط دنيا بر گستره‌ انتشار گونه‌هاي مذكور مؤثر بوده و باعث گسترش مناطقي جديد براي حضور اين گونه‌ها شده است. اين در حالي است كه بخشي از كشور ايران در برابر اين‌ گونه و حضور آن آسيب‌پذير تلقي شده و لازم است گستره‌ انتشار احتمالي آن براي اجراي برنامه كنترل جمعيت اين‌گونه مشخص شود. مدل‌هاي مطلوبيت زيستگاه مجموعه‌اي از مدل‌هاي الگوريتم مبنا هستند كه قادرند پراكنش مكاني براي استقرار انواع گونه‌ها را پيش‌‌بيني كنند. هدف اصلي اين پژوهش ‌‌مدل‌سازي توزيع مكاني ناقلين اين بيماري در ايران است كه با توجه به نبود داده‌‌هاي ناقلين كافي در كشور، از داده‌‌‌‌هاي ناقلين موجود در سطح جهان و همچنين در سطح قاره‌ آسيا، در دو مقياس مختلف استفاده شد. از مهم‌ترين جنبه‌هاي نوآوري اين پژوهش ‌‌مي‌‌توان به استفاده از لايه‌ هتروژنتي به‌عنوان يك عامل كمكي براي تحليل نقاط حضور و كاهش خودهمبستگي مكاني و به‌كارگيري و مقايسه‌ دو مدل پراكنش گونه‌ متكي به داده‌‌هاي حضور براي انتخاب روش مدل‌سازي بهينه اشاره كرد. مواد و روش‌ها: مدل‌‌هاي مورد استفاده در اين پژوهش شامل روش آنتروپي بيشينه (MaxEnt) و يك نوع الگوريتم ژنتيك تحت عنوان گارپ (GARP) هستند. اين مدل‌‌ها مي‌توانند ارتباطات غيرخطي و اثرگذار بين گونه‌‌ها و متغيرهاي محيطي را تشخيص دهند و آن‌‌ها را براي توسعه‌ مدل‌‌هاي پيش‌‌بيني به كار گيرند. همچنين لايه‌‌هاي اطلاعاتي مورد نياز شامل لايه‌ نقاط حضور گونه‌‌ها و لايه‌‌هاي متغيرهاي مستقل زيست‌محيطي هستند. در مجموع 2780 نقطه‌ حضور براي هر دو گونه (1926: گونه‌ آئدس اجيپتي و 854: گونه‌ آئدس آلبوپيكتوس) با مراجعه به پايگاه‌هاي اطلاعاتي مختلف جمع‌آوري شد. به‌منظور كاهش خودهمبستگي مكاني بين داده‌هاي نقاط حضور ناقلين تب دانگ، لايه‌ هتروژنتي توپوگرافي با استفاده از SDM toolbox در ArcGIS ساخته شد و نقاطي كه از نظر ارتفاع داراي شرايط يكساني هستند از فرايند مدل‌سازي حذف شدند. به‌منظور بررسي ميزان همبستگي متغيرهاي زيستي از تابع PCA در ArcGIS استفاده شد و متغيرهايي كه ميزان همبستگي بين آنها بالاي 0.75 بود، از تحليل حذف و متغيرهاي تراكم جمعيت، اقليم، تراكم پوشش گياهي، ارتفاع و كربن آلي خاك لحاظ وارد مدل شدند. در نهايت با استفاده از روش آنتروپي بيشينه (MaxEnt) و يك نوع الگوريتم ژنتيك تحت عنوان گارپ (GARP) ميزان مطلوبيت زيستگاهي در سطح جهان با قدرت تفكيك مكاني 5 كيلومتر براي هر دو گونه مدل‌سازي شد. با توجه به دقت بالاي روش‌ MaxEnt، با استفاده از اين روش، مطلوبيت زيستگاهي قاره‌ آسيا با قدرت تفكيك 900 متر براي هر دو گونه مدل‌سازي شد. نتايج و بحث: مقادير سطح زير منحني (AUC) براي گونه‌ آئدس اجيپتي 0.942 و براي گونه‌ آئدس آلبوپيكتوس 0.948 محاسبه شد. نتايج پژوهش ‌‌نشان داد كه استان‌هاي شمالي و جنوبي كشور مطلوبيت زيستگاهي بالاتري را براي هر دو گونه دارند، با اين تفاوت كه گونه‌ آئدس اجيپتي در قسمت‌هاي جنوبي به‌سمت شرق در حاشيه‌ دريايي عمان داراي احتمال پراكندگي بالاتري است. در پياده‌‌سازي روش‌ MaxEnt براي گونه‌ آئدس آلبوپيكتوس، استان‌هاي موجود در غرب ايران نيز مطلوب تعيين شدند كه اين مهم در مقياس كوچك‌تر به‌صورت درست مدل‌سازي نشده بود. در بهمن 1399 متأسفانه تعداد كمي پشه و تخم پشه‌ آئدس اجيپتي در شهرستان بندر لنگه كشف شد كه دقيقاً اين پژوهش ‌‌آن‌‌ را پيش‌‌‌بيني كرده بود. نتيجه‌گيري: از نتايج اين مطالعه مي‌توان در راستاي برنامه‌ريزي براي مديريت جمعيت اين حشرات ناقل براي كنترل بيماري هم‌زمان با پايش جمعيت‌ها در فصول اپيدمي استفاده كرد.