Cómo los ecólogos podríamos contribuir al entendimiento del SARS-CoV-2 y otras pandemias

Yo, y seguramente muchos otros ecólogos del mundo, titubeamos cuando se trata de opinar de la pandemia en curso de COVID-19 y el comportamiento general del virus SARS-CoV-2. Con el objetivo de entender lo que está ocurriendo me he dado a la tarea de revisar los datos crudos de incidencia, graficarlos de distintas maneras, así como leer las interpretaciones de mis colegas epidemiólogos. En las últimas semanas, sitios como worldometer se han vuelto uno de mis favoritos particularmente por permitirme estratificar los datos por distintos factores geográficos y demográficos, así como por darme acceso a datos crudos y diferentes representaciones gráficas. A pesar de no haber tenido un acercamiento a la epidemiología durante mi formación es posible para mí, como ecólogo, identificar funciones matemáticas y patrones en la evolución temporal de la actual pandemia. De entrada, es difícil no sentir envidia por cómo los modelos clásicos de crecimiento poblacional tienen un mejor ajuste para la pandemia que para mis propios datos. Como ecólogo vegetal, rara vez obtengo un ajuste mayor al 60%, mientras que prácticamente todos los valores observados de los datos epidemiológicos caen dentro del ajuste del modelo o dentro de un intervalo de confianza del 90%. A continuación y como primer ejercicio, realizaré un análisis somero de las funciones matemáticas a las que me refiero que describen los datos de la pandemia de COVID-19.

Si nos concentramos en los países donde el brote parece estar en su última fase y, por lo tanto, podemos analizar el comportamiento (casi)total del evento, podemos ver que el número de casos en el tiempo describe una función logística. Mis maestros de Ecología de la licenciatura nos hablaron mucho de ese modelo, donde, bajo supuestos como recursos limitados, una reproducción constante y sin malentidades [1], se puede modelar el crecimiento poblacional de algunos organismos con esta función.  

Siguiendo con el análisis de caso del COVID-19 en China, veamos ahora la frecuencia de infectados en el tiempo. Seguramente lo primero que viene a su cabeza es una curva Gausiana.

Otro bello ejemplo de ajuste a funciones teóricas es la evolución en el tiempo de los casos totales y total de muertes, donde la función descrita es exponencial.

Tal parece que los virus son asiduos lectores de los textos de Ecología y gustan tanto de ellos que han decido adoptar los modelos teóricos (por si no es obvio, esto no es más que una metáfora). Si los ecólogos podemos identificar funciones de crecimiento conocidas para el caso de la actual pandemia de COVID-19, mínimamente podemos ajustar los modelos a los datos y usarlos para hacer algunas predicciones. Por ejemplo, predecir el tiempo en que esperamos el punto más alto de infecciones o cuándo se espera que termine el brote. Obviamente, esto no es ningún descubrimiento, y esta labor constituye la tarea rutinaria de los epidemiólogos. Sin embargo, lo que quiero resaltar acá, es que los epidemiólogos y los ecólogos hablamos un lenguaje común y, me atrevería a decir, que los epidemiólogos son ecólogos y que los epidemiólogos tienen el modelo de estudio que los ecólogos siempre soñamos tener.

Pero, además del ajuste de modelos ¿en qué otros aspectos podríamos contribuir los ecólogos? ¿existe un nicho que podríamos ocupar que no esté ya ocupado por los epidemiólogos? Elaboraré un poco sobre estas preguntas pero sin hacerlo de forma exhaustiva. Mi intención es simplemente abrir una reflexión e invitar a mis colegas ecólogos a perder un poco el “respeto” profesional a este campo y tratar de participar de forma más activa en el entendimiento de las pandemias y ¿por qué no? participar en posibles soluciones o en la elaboración de medidas sanitarias ante contingencias similares.

Empezaré conforme a la secuencia de eventos esperada en un brote de un virus de origen zoonótico, como fue el caso de SARS-CoV-2. La investigación sobre virus que infectan animales y después de una mutación amplían sus hospederos para infectar humanos, hace parte de un campo donde el ecólogo aún ha contribuido poco, a pesar de que la ecología de enfermedades y lo que se conoce como One Health, son actualmente campos de estudio robustos. Lo atractivo de estos campos es que tienen un poder preventivo; por ejemplo, el viroma de las especies silvestres o domésticas con mayor contacto con humanos puede ser vigilado para establecer con anterioridad dónde y cuáles podrían ser los próximos brotes de enfermedades zoonóticas. En este proceso se entrelazan distintos actores que abren la oportunidad de participación de ecólogos de distintas especialidades: desde los ecólogos y etólogos de las poblaciones de animales involucrados, los ecólogos interesados en el efecto del disturbio en la incidencia de patógenos y enfermedades en diversos organismos, hasta los colegas que se interesan en los sistemas socio-ecológicos, particularmente, los que estudian las causas que generan presión extractiva sobre los recursos naturales por parte de las comunidades rurales aledañas. 

El siguiente evento relevante en el que podrían apoyar los ecólogos es en entender el proceso de “salto” de una especie a otra. En este aspecto, la genómica y la bioinformática juegan un papel relevante. Mediante estudios comparativos del genoma es posible identificar el posible origen de un virus de procedencia de animales no humanos. Comparando el genoma de muestras del virus de diferentes sitios y diferentes tiempos, es posible trazar su origen y evolución espacio-temporal. Los ecólogos evolutivos han utilizado estas herramientas en filogeografía para entender aspectos evolutivos a grandes escalas geográficas y temporales (i.e. millones de años) pero dada la extraordinaria capacidad de los virus para replicarse y mutar en periodos breves de tiempo, es posible tener un modelo filogeográfico del virus en una pandemia en curso aún con una ventana temporal de meses o menos. David Hillis de la Universidad de Austin presenta un ejercicio en este sentido. 

Una vez que el brote empieza a dispersarse por el mundo, entender cómo los patrones de movilidad de la población afectan a su vez la movilidad del virus, es un aspecto relevante. Una aproximación a este tema la presentó Wesley Dáttilo del INECOL en México. En su modelo, él usa la conectividad aérea como elemento base para predecir escenarios diferenciados de evolución de la epidemia en diferentes sitios de la república mexicana.  Wesley es un experto en redes de interacción y claramente lleva su experiencia y enfoque de las redes al contexto epidemiológico.

La ecología fue definida por Krebs como el estudio de la distribución y la abundancia de las especies, por lo que el estudio de la distribución de la infección de SARS-CoV-2 y su relación con variables climáticas es un área clara en la que los ecólogos podríamos contribuir de forma más activa. Miguel Araújo del Museo Nacional de Ciencias Naturales de Madrid, generó un mapa de distribución de este virus y el efecto del clima y su variación anual. El ejercicio guió a una discusión de si países en el trópico podrían tener menos infecciones que los templados. El ejercicio fue muy preliminar dado que se trataba de un corte muy temprano en los datos del virus; sin embargo, sería muy provechoso retomarlo con el actual conjunto de datos.

Algo que deseo destacar es el hecho de que estos ejercicios fueron realizados por ecólogos cuya especialidad no son las enfermedades, ni mucho menos los virus y, también, que usaron como plataforma sus redes sociales para diseminarlo. Sospecho que estos colegas utilizaron este tipo de distribución informal de su ejercicio por no sentirse del todo autorizados para opinar sobre un tema en el cual no tienen experiencia. Pero considero que con un poco más de trabajo, estos esfuerzos bien podrían ser compartidos en plataformas de pre-print para llegar a los especialistas y generar grupos de trabajo que podrían tener un impacto real en el manejo de la pandemia y la planeación de las estrategias. Tal como ha ocurrido con trabajos de tipo biomédico en el tema, que demandaban mayor dinamismo que las publicaciones con revisión de pares tradicional.

Aunque ya existe un área de la ciencia denominada ecología de virus, todavía es un área de crecimiento donde existe oportunidad de incorporar nuevas aproximaciones que ya se usan en otras áreas de la ecología e, incluso, a pesar de no considerarse organismos vivos, convertir a los virus en modelo para poner a prueba algunas teorías ecológicas en microcosmos. Definitivamente, la actual pandemia que estamos viviendo es también una oportunidad de ver la teoría ecológica en acción.

[1] Según GH Andrewartha, las malentidades son fenómenos azarosos que pueden afectar negativamente el crecimiento de una población.

*Edición: Angela A. Camargo Sanabria

Deja un comentario

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s