Estimating the climate change consequences on the potential distribution of Culex pipiens L. 1758, to assess the risk of West Nile virus establishment in Chile

Abstract

Climate change affects the dynamics of vector-borne diseases. Culex pipiens Linnaeus is the main vector of West Nile fever; a widely distributed arbovirus, it is continuously increasing its distribution. Using a species distribution model, maps of suitable habitats of Cx. pipiens were generated for Chile in the current climate and three climate change scenarios, using global and regional georeferenced vector presence records as input, plus bioclimatic variables. Since this virus has not yet arrived in Chile, the purpose of this study is to anticipate potential risk areas and to prevent the establishment and spread of the virus. Cx. pipiens is widely distributed in Chile. The suitable habitats in Chile were concentrated mostly from 32º to 35ºS, increasing in future scenarios up to 113 % in the northern zone and moving towards the mountains. This species conserves around 90 % of its niche in the future, and shows a reduction of 11.4 % in the severe climate change scenario. It is anticipated that Chile will experience an increase in the environmental suitability for Cx. pipiens moving from the Andes to the coastal zone throughout the country, mainly in the center-south. This will raise the risk of local virus transmission if the virus is introduced to the country via diverse routes.

El cambio climático afecta la dinámica de las enfermedades transmitidas por vectores. Culex pipiens Linnaeus es el vector principal de la fiebre del Nilo Occidental, un arbovirus que aumenta continuamente su distribución. Usando un modelo de distribución de especies, se generaron mapas hábitats favorables para Cx. pipiens en los escenarios de cambio climático actuales y tres futuros. Se utilizaron registros de presencia de vectores georreferenciados globales y regionales como entrada, más un conjunto de variables bioclimáticas. Dado que este virus aún no ha llegado a Chile, el propósito de este estudio es anticipar áreas de riesgo potencial y prevenir el establecimiento y la propagación del virus. Cx. pipiens está ampliamente distribuido en Chile. Las mayores probabilidades de presencia en Chile se concentraron principalmente de 32º a 35ºS, aumentando en escenarios futuros hasta el 113 % en la zona norte y avanzando hacia la cordillera. Esta especie conserva alrededor del 90 % de su nicho en el futuro y muestra una reducción del 11,4 % en el escenario de cambio climático severo. Se propone que Chile experimentará un aumento en los hábitats favorables para Cx. pipiens, el vector clave del WNV, que se moverá desde los Andes a la zona costera en todo el país, principalmente en el centro-sur. Esto producirá un aumento en el riesgo de transmisión del virus local si se introduce en el país a través de diversas rutas.