El umbral de abundancia para la plaga como un fenómeno crítico de percolación

Área de la Ciencia:

• Epidemiología La epidemiología.
• Ecología teórica de la ecología teórica
• Biología Matemática Biología Matemática.

Sus antecedentes:

• La teoría de la percolación típicamente modela el flujo de fluidos en medios porosos.
• Se teorizaron aplicaciones epidemiológicas para huéspedes fijos, pero carecían de ejemplos naturales.
• La propagación de enfermedades a menudo está relacionada con los umbrales de abundancia del huésped.

Objetivo del estudio:

• Identificar el mecanismo subyacente de los umbrales de abundancia en los sistemas de enfermedades.
• Para presentar el primer ejemplo natural de un umbral de percolación en una enfermedad infecciosa.
• Reevaluar las estrategias de manejo de enfermedades basadas en la conectividad espacial.

Principales métodos:

• Análisis de los registros de plaga archivados en las grandes poblaciones de gerbil.
• Aplicación de la teoría de la percolación para comprender la dinámica de propagación de enfermedades.
• Comparación de los umbrales de percolación con los modelos convencionales dependientes de la abundancia (R(0)).

Principales resultados:

• Las epizootias en jerbos grandes (Rhombomys opimus) ocurrieron solo cuando más del 33% de los sistemas de madriguera estaban ocupados.
• Este umbral de abundancia se identificó como un umbral de percolación, impulsado por diferencias de escala en el movimiento del huésped y el tamaño del paisaje.
• Los umbrales de percolación son distintos de R(0) = 1 e indican conectividad espacial de largo alcance.

Conclusiones:

• El estudio proporciona el primer ejemplo natural de un umbral de percolación en un sistema de enfermedades.
• Este hallazgo requiere una reevaluación de los umbrales de invasión en otras enfermedades de la vida silvestre y modelos epidémicos.
• Las estrategias de manejo de enfermedades infecciosas pueden necesitar considerar la conectividad espacial junto con la abundancia de huéspedes.