Il futuro, legato al cambiamento climatico ed all’inevitabile incremento delle popolazioni di ratti
Tratto da ScienceAdvances
I ratti urbani sono parassiti commensali che prosperano nelle città sfruttando le risorse che accompagnano le grandi popolazioni umane. Identificare le tendenze a lungo termine nel numero di ratti e come queste siano influenzate dai cambiamenti ambientali è fondamentale per comprenderne l’ecologia e prevedere le vulnerabilità future e le esigenze di mitigazione. In questo articolo, utilizziamo i dati di denunce e ispezioni pubbliche provenienti da 16 città in tutto il mondo per stimare le tendenze nelle popolazioni di ratti. Undici delle 16 città (69%) hanno registrato un significativo aumento del numero di ratti, tra cui Washington DC, New York e Amsterdam. Solo tre città hanno registrato un calo. Le città che hanno registrato maggiori aumenti di temperatura nel tempo hanno registrato un aumento maggiore dei ratti. Anche le città con una popolazione umana più densa e una maggiore urbanizzazione hanno registrato un aumento maggiore dei ratti. L’aumento delle temperature e l’aumento della popolazione urbana potrebbero estendere i periodi di attività stagionale e la disponibilità di cibo per i ratti urbani. Le città dovranno integrare gli impatti biologici di queste variabili nelle future strategie di gestione.
INTRODUZIONE
I ratti commensali del genere Rattus sono tra le specie infestanti più diffuse e importanti. Due specie ( Rattus norvegicus e Rattus rattus ) hanno una distribuzione quasi globale, essendo presenti in tutti i continenti tranne l’Antartide. I ratti danneggiano le infrastrutture, consumano i raccolti agricoli e contaminano le scorte alimentari, causando danni stimati in 27 miliardi di dollari ogni anno solo negli Stati Uniti ( 1 ). I ratti ospitano e trasmettono inoltre più di 50 agenti patogeni e parassiti zoonotici alle persone, con ripercussioni sulla salute pubblica in tutto il mondo ( 2 , 3 ). Le malattie associate includono la leptospirosi, la sindrome polmonare da hantavirus, il tifo murino e la peste bubbonica. I ratti prosperano in paesaggi dominati dall’uomo sfruttando le risorse concentrate dove la densità della popolazione umana è elevata ( 4 ) e sono spesso classificati come specie che sfruttano le risorse urbane. Di conseguenza, si prevede che le densità di popolazione dei ratti saranno più elevate nelle città che nelle aree rurali, con il potenziale di influenzare negativamente un maggior numero di persone ( 5 ). La presenza stessa dei ratti ha un impatto significativo sulla salute mentale delle persone che vivono a contatto con loro ( 6 ).
I comuni e i proprietari immobiliari cercano di ridurre il numero di ratti da secoli. Negli ultimi decenni, gli sforzi per sopprimere o sradicare i ratti sono stati effettuati principalmente attraverso l’uso di sostanze chimiche o trappole rodenticide letali, piuttosto che con opzioni non letali che renderebbero l’ambiente meno adatto (ad esempio, la messa in sicurezza degli sprechi alimentari e la rimozione dei rifugi) ( 7 ). A livello globale, gli sforzi di controllo associati a questa “guerra ai ratti” costano circa 500 milioni di dollari ogni anno ( 8 ). A livello comunale, le strategie e l’intensità di questi sforzi di controllo variano notevolmente tra le città. Anche il controllo dei roditori è incoerente all’interno delle città nel tempo, poiché le priorità cambiano, i budget e il personale fluttuano e vengono introdotti nuovi prodotti o approcci di controllo.
Una delle sfide più difficili da affrontare legate al controllo dei roditori è il monitoraggio costante del numero di ratti nel tempo, un passaggio necessario per valutare l’efficacia degli sforzi di controllo ( 9 ). La presunzione comune citata in molti resoconti dei media è che il numero di ratti sia in aumento in tutto il mondo. Tuttavia, raramente vengono condotte indagini scientifiche formali sulla popolazione dei ratti urbani, poiché i bilanci e le agenzie cittadine faticano a tenere il passo con la risposta alle denunce e alle infestazioni di ratti. A causa dell’assenza di dati coerenti a lungo termine, non siamo più vicini a comprendere l’efficacia degli sforzi di controllo della popolazione di ratti ( 7 ). Il monitoraggio del numero di ratti nel tempo è necessario anche per una comprensione di base della demografia e dell’ecologia della popolazione di queste popolazioni di ratti urbani, sulle quali sono state condotte poche ricerche negli ultimi 70 anni ( 10 ).
Sebbene non sia stata verificata, l’affermazione che le popolazioni di ratti siano in crescita è in linea con le potenziali risposte biologiche ai cambiamenti degli ambienti urbani. Essendo piccoli mammiferi, i ratti devono mantenere l’omeostasi corporea interna e sono limitati dalle basse temperature invernali ( 11 , 12 ). L’aumento delle temperature dovuto ai cambiamenti climatici o alle isole di calore urbane potrebbe estendere la finestra stagionale per il foraggiamento in superficie e il periodo di riproduzione attiva per i ratti, favorendo la crescita della popolazione ( 13 ). È probabile che anche l’aumento delle dimensioni della popolazione umana e l’urbanizzazione forniscano più sprechi alimentari come risorsa e habitat strutturali che supportano le popolazioni di ratti. Con il continuo rapido processo di urbanizzazione, è di fondamentale importanza monitorare il numero di ratti e valutare sia i cambiamenti nell’ecologia della loro popolazione sia i nostri progressi nel controllarli. Si prevede che la popolazione umana che vive nelle città aumenterà del 25% entro il 2050 (dal 56% nel 2020; Banca Mondiale), e si prevede che anche la copertura totale del suolo urbano in tutto il mondo aumenterà del 185% tra gli anni 2000 e 2030 ( 14 ), fornendo un habitat ancora più adatto e sprechi alimentari per i ratti urbani. Ciò suggerisce che le città diventeranno ambienti sempre più favorevoli per i ratti, ma sono necessari dati per confermare questi effetti e quantificare il loro impatto sul numero di ratti.
In questo studio, utilizziamo dati di avvistamenti e ispezioni di ratti provenienti da 16 città in tutto il mondo, raccolti in un arco temporale compreso tra 7 e 17 anni (in media 12,2 anni), per quantificare le variazioni del numero di ratti in ciascuna città e valutare le tendenze tra le diverse città. Gli avvistamenti di ratti provenienti dal pubblico sono ben correlati con le misure di abbondanza relativa derivanti dalla cattura ( 15-17 ) e rappresentano un importante indicatore del numero di ratti. Abbiamo consultato i dati di segnalazione dei ratti per le grandi città statunitensi, dove tali dati sono raccolti e disponibili, o che potevamo richiedere a città che non li pubblicano. Per ampliare l’ambito geografico, abbiamo richiesto dati anche ad altre città e ricercatori specializzati in ratti al di fuori degli Stati Uniti, dove la raccolta di dati pubblici è limitata o non è resa disponibile al pubblico. Abbiamo limitato le nostre analisi alle città in cui i metodi e i sistemi di raccolta dati sono rimasti sostanzialmente coerenti durante il periodo di studio, per evitare possibili tendenze derivanti da cambiamenti nei metodi di acquisizione dei dati. Abbiamo anche valutato se diverse variabili rilevanti fossero collegate all’andamento del numero di ratti: densità della popolazione umana, variazioni della temperatura ambiente nel tempo, temperature minime annuali, livelli di urbanizzazione e variazioni socioeconomiche tra le città (vedere la sezione Materiali e Metodi completa di seguito). Per ragioni legate alla biologia della specie Rattus , abbiamo ipotizzato che la maggior parte delle città stia sperimentando un trend crescente nel numero di ratti e che i ratti stiano aumentando più rapidamente nelle città più grandi con (i) una popolazione umana più densa, (ii) temperature invernali più calde, (iii) aumenti di temperatura più ripidi nel tempo, (iv) meno vegetazione e maggiore urbanizzazione e (v) un prodotto interno lordo (PIL) inferiore, come indicatore delle risorse socioeconomiche disponibili per attuare gli sforzi di controllo dei ratti.
RISULTATI
Per 11 delle 16 città (69%) nel nostro set di dati, il numero di ratti è aumentato significativamente durante il periodo di studio ( Fig. 1 ). Washington, DC, San Francisco, Toronto, New York City e Amsterdam hanno mostrato i cinque trend positivi più forti, seguiti da Oakland, Buffalo, Chicago, Boston, Kansas City e Cincinnati. L’entità dei trend tra le città variava ampiamente; ad esempio, il trend del numero di ratti a Washington, DC era tre volte maggiore rispetto a Boston e 1,5 volte maggiore rispetto a New York City. Al contrario, Tokyo, Louisville e New Orleans hanno ciascuna mostrato trend in calo nel numero di ratti, con New Orleans che ha registrato il calo maggiore nel periodo di studio ( Fig. 1 ). Dallas e Saint Louis non hanno mostrato trend significativi nel tempo.
Fig. 1. Andamento degli avvistamenti di ratti in 16 città.
Test statistico di tendenza di Mann-Kendall, che stima le variazioni nel numero di ratti in 16 città che dispongono di dati a lungo termine su denunce di ratti e ispezioni comunali. I valori z positivi rappresentano un aumento del numero di ratti nel tempo, mentre i valori negativi indicano una diminuzione del numero di ratti. Tutte le città hanno mostrato una tendenza significativa (aumento o diminuzione), ad eccezione di Dallas, Texas, e St. Louis, Missouri, USA, indicate con barre trasparenti. Si noti che il valore z non rappresenta il numero grezzo di ratti osservati, ma piuttosto la variazione di questi numeri nel tempo.
In un’analisi dei pesi relativi, il 40,7% della variazione nell’intensità del trend era legato all’aumento della temperatura media registrato da una città rispetto alle medie di temperatura a lungo termine ( Fig. 2 ). Le città che hanno registrato un aumento maggiore della temperatura nel tempo hanno registrato maggiori incrementi negli avvistamenti di ratti ( Fig. 3 ). La percentuale di superficie urbana ricoperta di vegetazione (un indicatore di urbanizzazione) ha avuto un peso relativo del 34,3%, mentre le città con meno vegetazione hanno registrato maggiori incrementi di ratti. La densità di popolazione umana ha avuto un peso del 19,4%, seguita dal PIL (3,4%) e dalla temperatura minima media registrata da una città (2,3%). Nel complesso, il 66% di tutta la variazione nei dati di trend è stato spiegato da queste cinque variabili esplicative.
Fig. 2. Contributo relativo delle variabili ambientali e sociali sulle tendenze dei ratti.
Scalando i coefficienti di correlazione all’interno di un modello, un’analisi dei pesi relativi ha rilevato che l’intensità delle tendenze relative ai ratti in ciascuna città era strettamente correlata all’aumento della temperatura media registrato in ciascuna città nell’ultimo secolo (40,7% di variazione). La percentuale di copertura vegetale all’interno di ciascuna città (un indicatore dell’urbanizzazione) ha spiegato il 34,3% della variazione nel numero di ratti nel tempo, mentre la densità della popolazione umana ha rappresentato il 19,4%. Il PIL (3,4%) e la temperatura minima media annua (2,3% di variazione) erano entrambi meno associati alle tendenze relative ai ratti.
Fig. 3. Associazione positiva tra temperature di riscaldamento e numero di ratti.
L’aumento del numero di ratti è associato all’aumento della temperatura media registrato in ciascuna città, al di sopra delle temperature medie di base a lungo termine ( r² = 0,478, P = 0,003). Ogni punto dati rappresenta una città e la dimensione di ciascun punto corrisponde alla densità di popolazione umana all’interno di quella città, che è stata anche associata all’andamento del numero di ratti ( r² = 0,29 , P = 0,031).
Un’analisi di regressione separata ha anche rilevato che l’andamento della temperatura a lungo termine era fortemente associato al numero di ratti, con le città che hanno sperimentato il maggiore riscaldamento (rispetto alle temperature di base a lungo termine) che hanno anche registrato aumenti più rapidi nel numero di ratti ( r 2 = 0,478, P = 0,003; Fig. 3 ). Le città con una percentuale più elevata di copertura verde hanno sperimentato il modello inverso, con una crescita più lenta o addirittura una diminuzione del numero di ratti ( r 2 = 0,346, P = 0,017; Fig. 4 ). La densità della popolazione umana era positivamente correlata all’andamento dei ratti ( r 2 = 0,29; P = 0,031). Inoltre, il cambiamento nella copertura vegetale tra il 1992 e il 2020, che è un indicatore dei tassi di urbanizzazione, è stato associato anche alle tendenze dei ratti ( r2 = 0,268; P = 0,04), il che significa che le città che hanno perso più aree vegetate (e sono diventate più urbanizzate) durante il periodo hanno visto maggiori aumenti nel numero di ratti. Le tendenze nel numero di ratti non sono state collegate al PIL ( r2 = 0,057; P = 0,369) o alla temperatura minima media in ciascuna città ( r2 = 0,027; P = 0,543).
Fig. 4 . Associazione negativa tra copertura vegetale e numero di ratti.
L’aumento del numero di ratti è associato alla percentuale di superficie urbana coperta da vegetazione (dati del 2020: r² = 0,346, P = 0,017), che è un indicatore del grado di urbanizzazione. Ogni punto dati rappresenta una città e la dimensione di ciascun punto corrisponde alla quantità di copertura verde persa tra il 1992 e il 2020, che è una misura del tasso di urbanizzazione ed è stata anche associata all’andamento del numero di ratti ( r² = 0,268, P = 0,04).
DISCUSSIONE
Le tendenze dei ratti sono collegate al riscaldamento climatico
La variabile ambientale più fortemente correlata all’aumento dei ratti era il cambiamento di temperatura sperimentato da ciascuna città rispetto alle temperature medie di base a lungo termine. Le città che hanno avuto maggiori aumenti nelle temperature medie dell’aria hanno avuto maggiori aumenti nel numero di ratti ( Fig. 3 ). Come per la maggior parte dei piccoli mammiferi, l’attività dei ratti è limitata dalle temperature più fredde. Quando le temperature diminuiscono, la fisiologia termica dei roditori implica che debbano rimanere al riparo più a lungo o cercare più cibo per mantenere l’omeostasi termica attraverso un metabolismo più elevato ( 18 ) . Alle latitudini settentrionali, R. norvegicus mostra una forte stagionalità in abbondanza, attività e capacità riproduttiva ( 19-23 ), mentre una stagionalità minima si osserva nei climi tropicali e subtropicali ( 24-26 ) . Ad esempio, i ratti di New York City mostrano un ciclo stagionale coerente nel corso degli anni, con numeri di picco a fine estate e un nadir durante la metà dell’inverno ( 23 ). Altre specie di piccoli roditori mostrano una variazione latitudinale correlata in abbondanza e successo, come Bai et al. ( 27 ) hanno scoperto che i topi di Brant nativi nella parte meridionale del loro areale in Cina avevano meno successo con le temperature più calde rispetto alle popolazioni settentrionali, portando a una contrazione dell’areale a causa dei vincoli fisiologici dei limiti termici critici di questa specie ( 27 ). Nelle colonie di laboratorio di R. norvegicus , la temperatura fredda può indurre risposte allo stress, con ghiandole surrenali ingrossate, ridotto consumo di cibo e segni di ansia ( 28 ). Inoltre, R. rattus è principalmente una specie che vive fuori terra e la sua distribuzione globale è probabilmente limitata da una combinazione di rigide temperature invernali e dalla presenza di concorrenti arboricoli [ad esempio, scoiattoli; ( 29 , 30 )].
Temperature più calde, in particolare durante le stagioni più fredde dell’anno, possono liberare i ratti dalle limitazioni fisiotermiche. Ciò può essere dovuto a una combinazione di minore mortalità invernale, periodi più lunghi di attività e foraggiamento in superficie e maggiore fecondità. Mentre i ratti maschi selvatici producono sperma durante tutto l’anno ( 31 ), Perry ( 32 ) ha riscontrato che i tassi di gravidanza sono più bassi nei mesi freddi a Liverpool, in Inghilterra, e Davis et al. ( 10 ) hanno riscontrato un andamento simile a Baltimora, negli Stati Uniti. A New York City, abbiamo osservato un numero maggiore di ratti durante le ispezioni all’aperto di febbraio e marzo negli ultimi 5 anni rispetto agli anni precedenti. Tuttavia, non vi è stata alcuna associazione tra l’aumento dei ratti e la temperatura minima media per i periodi più freddi nelle 16 città di questo studio ( r 2 = 0,027; P = 0,543). Su scala più ampia, vi sono prove che R. rattus potrebbe espandere il suo areale geografico in risposta agli attuali climi caldi. Harris et al. ( 33 ) documentano un’espansione altitudinale dei ratti neri in Nuova Zelanda dal 2007, collegata all’aumento degli inverni. Bai et al. ( 34 ) hanno scoperto che l’espansione dell’areale di Rattus tanezumi in Cina nell’ultimo secolo era collegata all’aumento delle temperature e della densità umana. Queste tendenze non solo hanno implicazioni per le dinamiche dell’areale ecologico e la gestione dei parassiti invasivi, ma anche potenzialmente per un aumento del rischio di malattie zoonotiche ( 35 ). Ad esempio, le infezioni da leptospirosi trasmesse dai ratti possono aumentare poiché i ratti sono attivi più a lungo e i batteri Leptospira hanno maggiori probabilità di persistere nell’acqua stagnante rispetto a quella che in precedenza sarebbe stata ghiaccio.
Il riscaldamento climatico a lungo termine si sta verificando in gran parte del pianeta. Si prevede che il riscaldamento sarà più intenso nelle città ( 36 ), dove l’effetto isola di calore urbana produce già temperature più elevate rispetto alle aree rurali circostanti. I modelli climatici prevedono che le temperature urbane aumenteranno da 1,9° a 4,4°C entro il 2100 sulla base delle previsioni delle emissioni di gas serra. Inoltre, questo riscaldamento non si sta verificando in modo uniforme in tutto il mondo. Si prevede che le aree urbane del Nord America settentrionale, dell’Europa meridionale e centrale e del Medio Oriente avranno aumenti di temperatura più rapidi ( 37 ), e questo potrebbe portare le città in queste regioni a sperimentare tendenze diverse nel numero di ratti nel tempo, così come i conflitti uomo-ratti associati.
Il nostro studio ha rilevato che le città in cui le temperature aumentano più rapidamente hanno registrato maggiori incrementi nell’attività e negli avvistamenti di ratti ( Fig. 3 ). Non è chiaro dai nostri dati se questo aumento sia dovuto a una minore mortalità dei ratti, a una maggiore fecondità o a maggiori opportunità di foraggiamento, sebbene ciascuno di questi meccanismi sia correlato alla possibilità per i ratti di aumentare la loro attività durante i mesi più freddi a causa del riscaldamento. Tuttavia, nelle 16 città valutate nel nostro studio, non vi era alcuna correlazione tra la temperatura media mensile e l’ andamento del valore z per ciascun mese. In altre parole, un’analisi di regressione condotta con la temperatura media mensile di ciascuna città negli anni e il valore z per mesi separati non ha rilevato alcuna associazione (ovvero, l’andamento di gennaio, l’andamento di febbraio, ecc. non erano diversi tra loro; P = 0,169), il che significa che l’aumento degli avvistamenti in un mese invernale non è stato maggiore di quello in un mese estivo. Non è stata inoltre riscontrata una forte correlazione tra la temperatura media invernale più bassa di una città e la statistica z della tendenza dei ratti, il che suggerisce che le città con inverni più freddi non stanno sperimentando un aumento maggiore dei ratti nel tempo rispetto alle città più calde, anche se l’attività e la struttura della popolazione cambiano durante l’inverno ( 23 , 38 ). Tuttavia, non ci sono città tra le nostre 16 in zone climatiche tropicali e solo una località subtropicale (New Orleans). Le informazioni provenienti da città non temperate più vicine all’equatore saranno importanti per comprendere appieno i legami tra il clima latitudinale e le dinamiche della popolazione di ratti. Date le proiezioni di un riscaldamento continuo per il prossimo futuro, le città devono essere preparate al potenziale di questo riscaldamento di esacerbare gli attuali livelli di infestazione di roditori. Sarà necessario dedicare maggiori risorse finanziarie e di personale agli sforzi comunali di controllo dei roditori per limitare questo previsto aumento delle popolazioni e dell’attività dei ratti.
L’urbanizzazione e la disponibilità di spazi verdi sono associate alle tendenze dei ratti
Abbiamo scoperto che le città con una minore copertura vegetale del suolo e, quindi, una maggiore urbanizzazione, hanno registrato una maggiore crescita del numero di ratti ( Fig. 4 ). Ciò potrebbe essere correlato sia alle preferenze di habitat dei ratti che alla disponibilità di cibo, e a come entrambi questi fattori varino all’interno di una città. Nel campo dell’ecologia urbana è in corso un dibattito su come la vegetazione, gli spazi verdi e i parchi formali influenzino l’abbondanza di ratti. Mentre i ratti (in particolare R. norvegicus ) traggono vantaggio dall’accesso al terreno nudo e al suolo per le loro abitudini di tana, i grandi spazi verdi hanno anche una minore disponibilità di risorse di scarto alimentare. R. norvegicus è anche in grado di utilizzare microhabitat di terreno nudo (ad esempio, buche tra gli alberi lungo la strada) o di nidificare in rifugi disordinati (ad esempio, mobili abbandonati o pallet di spedizione) che probabilmente sono più vicini a una risorsa alimentare costante (ad esempio, un bidone della spazzatura di un ristorante). Studi precedenti hanno riscontrato che i ratti sono associati sia positivamente che negativamente agli spazi verdi vegetati. Ad esempio, le denunce di ratti a Tokyo erano negativamente correlate alla vicinanza agli spazi verdi ( 39 ), mentre due studi hanno scoperto che le prove di ratti a New York City diminuivano nelle aree più lontane dagli spazi pubblici aperti e dai lotti vuoti ( 40 , 41 ). Uno studio che esaminava tre città nei Paesi Bassi ha trovato un’associazione positiva tra “verde” (cioè, indice di vegetazione a differenza normalizzata) e abbondanza di ratti ( 17 ).
Su scala spaziale più piccola, la presenza di vegetazione fornisce anche riparo ai ratti per muoversi con meno paura di essere scoperti dai predatori, ed è stata associata all’abbondanza di ratti. I ratti avevano maggiori probabilità di essere trovati nelle aree vegetate di Salisburgo, in Austria ( 42 , 43 ), e la presenza di piantagioni a terra e arbusti densi era associata a una maggiore attività del ratto norvegese a Boston, negli Stati Uniti ( 44 ). Tuttavia, nel nostro studio, stavamo confrontando le differenze su larga scala tra le 16 città, il che richiedeva dati globali sulla copertura del suolo. La risoluzione grossolana dei dati significa che stavamo esaminando modelli generali di urbanizzazione in queste città e non siamo in grado di risolvere come le differenze di microhabitat nella vegetazione possano influenzare i ratti nel tempo rispetto a modelli più ampi di verde e potenziale ombreggiamento o moderazione termica.
I tassi di perdita di vegetazione e di urbanizzazione sono stati associati anche all’andamento del numero di ratti, con l’avvertenza che vi era una collinearità tra questa variabile di cambiamento temporale e il valore istantaneo della copertura del suolo del 2020. Le città che hanno perso più vegetazione tra il 1992 e il 2020 hanno registrato un aumento maggiore dei ratti. Ciò potrebbe essere dovuto a un aumento della disponibilità di nuove infrastrutture urbane che costituiscono un habitat più adatto ai ratti. Ciò include un maggior numero di residenze, esercizi di ristorazione e rifiuti generati di conseguenza. Una perdita di vegetazione nelle città ridurrà probabilmente anche l’ombreggiamento e aumenterà la ritenzione di calore, esacerbando l’effetto isola di calore urbano. Tuttavia, non vi è stata alcuna correlazione tra la perdita di vegetazione (dal 1992 al 2020) e il grado di riscaldamento nelle 16 città ( r2 = 0,10; P = 0,231). I dati di questo studio suggeriscono che preservare gli spazi verdi vegetati e limitare l’urbanizzazione può aiutare le città a rallentare l’aumento dei ratti, in combinazione con altre strategie (vedi sotto).
La popolazione umana è correlata all’aumento dei ratti
Nelle 16 città valutate, una maggiore densità di popolazione umana è stata associata a una maggiore crescita del numero di ratti ( r2 = 0,29; P = 0,031). Man mano che più persone abitano una città, più rifiuti alimentari diventano disponibili come risorsa per i ratti. Inoltre, più infrastrutture urbane (ad esempio, edifici, piccoli parchi e servizi sotterranei) saranno disponibili per i ratti da utilizzare e occupare come rifugio e habitat. A scale più piccole all’interno delle città, la presenza e l’abbondanza di ratti sono state collegate alla densità umana. Sánchez et al. ( 45 ) hanno trovato un’associazione positiva tra densità di persone e reclami pubblici di ratti a Chicago, USA, ma non c’era un’associazione simile a New York City ( 40 ). Le prove di segni attivi di ratti a New York City, tuttavia, sono aumentate nelle aree con densità più elevate di unità residenziali e ristoranti ( 41 ), e un’associazione simile è stata trovata con l’abbondanza di ratti e la densità umana e gli esercizi di somministrazione di cibo a Barcellona ( 16 ). Ad Amsterdam, uno studio precedente ha scoperto che l’abbondanza di ratti era collegata al numero di abitanti all’interno di un quartiere, così come alla percentuale di edifici costruiti prima del 1960 e alla percentuale di spazi verdi ( 46 ). Tra gli studi, possiamo raccogliere informazioni sulle preferenze degli habitat dei ratti all’interno delle città.
Non è stata riscontrata alcuna associazione tra il PIL pro capite, la produzione economica per ciascuna città e l’andamento del numero di ratti ( r2 = 0,057; P = 0,369). Il PIL può tradursi in una base imponibile più ampia, che le città potrebbero destinare a programmi di gestione dei roditori, o in maggiori risorse socioeconomiche che potrebbero essere utilizzate dai proprietari privati per assumere e implementare servizi di disinfestazione. Tuttavia, la mancanza di una relazione suggerisce che le città più ricche e dotate di risorse adeguate stiano assistendo agli stessi livelli di aumento della popolazione di ratti delle città più povere. Sono necessarie ulteriori ricerche per determinare se ciò sia dovuto alle risorse assegnate alla disinfestazione, alle decisioni operative su come implementare i controlli o ad altre variabili che differiscono tra le città.
Impatti del cambiamento climatico e dell’urbanizzazione sulle popolazioni di ratti nelle città
Si prevede che la popolazione umana crescerà di oltre il 20% entro il 2050 ( 47 ) (Nazioni Unite), e la maggior parte di questa crescita si verificherà nelle città (Banca Mondiale). La crescente popolazione urbana porterà anche a quasi un raddoppio della copertura del suolo urbano in tutto il mondo nella prima metà del 21° secolo ( 14 ), pari a 1.200.000 km² di nuova copertura del suolo urbano convertita entro il 2030 ( 48 ) (Banca Mondiale). Questa espansione dell’impronta urbana, e le infrastrutture costruite ad essa associate, creano nuovi habitat e generano più risorse alimentari per le specie commensali che sfruttano le aree urbane come la specie Rattus . I dati del nostro studio suggeriscono che la crescita delle popolazioni urbane gioca un ruolo chiave nell’aumento del numero di ratti, ma che l’aumento delle temperature associato al cambiamento climatico potrebbe essere un fattore ancora più forte della crescita della popolazione di ratti nelle città di tutto il mondo.
Il tasso medio di riscaldamento globale è stato di 0,2 °C per decennio dal 1975 e questo tasso di riscaldamento climatico sta accelerando (Intergovernmental Panel on Climate Change). Tuttavia, il tasso di riscaldamento non è uniforme in tutto il mondo. Le città sperimentano già temperature più calde rispetto alle aree circostanti a causa dell’effetto isola di calore urbano ( 49 ). Il nostro studio su 16 città indica che il continuo riscaldamento delle temperature potrebbe determinare ulteriori aumenti nelle popolazioni di ratti urbani, probabilmente liberandoli dalle limitazioni fisiologiche termiche e supportando finestre riproduttive più lunghe e una maggiore fecondità. Ciò potrebbe verificarsi fino al raggiungimento di un limite termico superiore a temperature eccessivamente elevate, dove i ratti potrebbero subire una riduzione della forma fisica a causa di anomalie fetali ( 50 ), danni cardiaci ( 51 ) e minore fertilità ( 52 , 53 ).
Potenziali impatti ecologici dell’aumento dei ratti
L’aumento del numero di ratti può alterare le reti alimentari urbane, che sono generalmente meno complesse e con meno livelli trofici rispetto agli ecosistemi non urbani ( 54 ), in diversi modi. Sebbene non vi siano prove che i ratti siano una risorsa alimentare primaria per i predatori urbani, sono prede note per diversi mesopredatori come coyote e rapaci. Pertanto, l’aumento del numero di ratti può integrare la dieta di queste specie predatrici e portare a tassi di sopravvivenza e riproduzione più elevati e possibili dimensioni della popolazione di tali specie. Tuttavia, Magle et al. ( 55 ) hanno scoperto che le specie predatrici evitano ancora le aree urbane ad alta densità, creando una discrepanza spaziale tra i ratti come prede e i loro potenziali predatori. Relativamente ai predatori domestici, Parsons et al. ( 56 ) hanno documentato un tasso di predazione inferiore all’1% tra gatti carnivori selvatici e ratti in un ambiente urbano. Tuttavia, quando gli animali consumano ratti urbani che hanno consumato rodenticidi tossici, queste sostanze tossiche spesso si accumulano e danneggiano i predatori non bersaglio ( 57 ). I ratti commensali si nutrono principalmente di rifiuti alimentari umani, che nelle città possono fungere da base detritica delle reti alimentari urbane ( 58 ). È stato suggerito che i parassiti commensali come i roditori agiscano come detritivori rilevanti su questi rifiuti, rimuovendone una parte dai sistemi urbani. Inoltre, mentre la maggior parte della dieta dei ratti commensali è composta da materiale vegetale ( 59 ), alcuni ratti urbani possono avere proporzioni più elevate di artropodi e vermi nella loro dieta ( 60 ). Ulteriori studi sarebbero necessari per sapere esattamente come una popolazione di ratti in aumento potrebbe influenzare altri livelli trofici all’interno della rete alimentare urbana.
Implicazioni per il controllo del numero di ratti nelle città
Il controllo del cambiamento climatico in sé richiede normative collettive internazionali per limitare l’aumento del riscaldamento, che è al di fuori della capacità delle singole città. Inoltre, è improbabile anche un rallentamento della crescita della popolazione umana nelle città, date le tendenze globali di spostamento delle persone verso una distribuzione più urbana. Pertanto, la gestione dei ratti urbani dovrà concentrarsi su strategie aggressive che le città possono implementare per rallentare l’aumento del numero di ratti, che probabilmente continuerà. Queste strategie includono (i) moderne pratiche di gestione dei rifiuti e degli scarti alimentari (ad esempio, contenitori/cassonetti per la spazzatura a prova di roditori, frequenti raccolte dei rifiuti e programmi di deviazione degli scarti alimentari), (ii) l’emanazione e l’applicazione di normative relative ai codici edilizi per l’esclusione dei roditori e alla tempestiva rimozione dei materiali sciolti utilizzati come rifugio (ad esempio, disordine), e (iii) la dedicazione di maggiori risorse al controllo letale e non letale, all’educazione pubblica e alla sorveglianza delle aree di infestazione in tutta la città che richiederanno intensi sforzi di intervento ( 61 ). Si possono anche trarre insegnamenti dalle poche città in questo studio che hanno registrato tendenze negative nel numero di ratti. Ad esempio, il dipartimento di New Orleans incaricato del controllo dei roditori conduce una sorveglianza proattiva dell’attività dei ratti e ha intensificato gli sforzi per coinvolgere altri dipartimenti cittadini e i residenti in iniziative di educazione e controllo. Tokyo ha elevate aspettative culturali in materia di igiene che promuovono standard igienico-sanitari elevati, amplificati dalle piattaforme di social network e media, dove le persone possono rapidamente segnalare le condizioni igieniche precarie e la presenza di ratti in città.
Le strategie di gestione integrata dei parassiti (IPM) più promettenti si concentrano sul rendere l’ambiente urbano meno favorevole ai ratti piuttosto che sulla rimozione diretta dei ratti già presenti. Le città e le parti interessate dovranno supportare pienamente queste diverse componenti di un approccio IPM, abbandonando la dipendenza decennale dai veleni per roditori, che hanno avuto un successo limitato a lungo termine e importanti impatti negativi sull’ambiente, sulla fauna selvatica non bersaglio e persino sulla genetica della popolazione di ratti bersaglio ( 7 , 62 , 63 ). Ad esempio, nonostante un marcato aumento dell’applicazione di rodenticidi da parte di New York City tra il 2014 e il 2019 ( 64 ), la nostra analisi ha rilevato un aumento costante degli avvistamenti di ratti in quella città durante lo stesso periodo. Un’intensa campagna di applicazione di rodenticidi a Salvador, in Brasile, ha anche prodotto riduzioni minime del numero di ratti ( 65 ). In un promettente cambiamento iniziale, tra la fine del 2023 e l’inizio del 2024, il governo di New York City ha implementato nuove politiche che impongono agli edifici di alcuni quartieri di utilizzare i contenitori per i rifiuti (ovvero, di non lasciarli più in sacchi sui marciapiedi) e ha posticipato di 4 ore l’orario massimo per depositare i rifiuti all’esterno. I primi dati del 2024 indicano che il numero di denunce di ratti in quelle zone della città potrebbe essere inferiore rispetto agli anni recenti.
Sebbene i risultati del nostro studio forniscano un quadro generale delle tendenze tra le città di tutto il mondo (e a livello cittadino), le strategie di controllo per mitigare questi aumenti del numero di ratti saranno infine implementate nelle singole città. Ciò significa che è fondamentale per le città sviluppare programmi di lotta integrata contro i roditori che tengano conto dell’eterogeneità ambientale e sociale unica presente nella loro città e che determinino l’abbondanza di ratti all’interno delle loro aree di servizio ( 45 ). A causa dell’associazione tra ratti e disparità socioeconomiche, è fondamentale che le politiche di gestione siano implementate equamente tra le città. I comuni che creano campagne di controllo aggressive che dirigono gli sforzi verso aree di una città con risorse elevate e un livello socioeconomico più elevato rischiano di creare un mosaico di habitat “fonte” e “pozzo”. In questo scenario, popolazioni di ratti non controllate nei quartieri più poveri, che ricevono meno attenzione gestionale, possono fungere da fonte di individui che si disperdono in aree più ricche della città, ricevendo maggiori sforzi di intervento sui roditori da parte della città, perpetuando così i problemi di infestazione. Per queste ragioni, ogni comune dovrà elaborare un piano IPM che tenga conto del contesto ambientale e socio-ecologico specifico della città.
In definitiva, è improbabile che la maggior parte delle città riesca mai a eradicare completamente i ratti. Tuttavia, l’implementazione rapida ed efficiente di strategie IPM sistemiche può almeno ridurre i numeri crescenti documentati qui e portare le dimensioni della popolazione di ratti a livelli considerati tollerabili e all’interno della capacità di carico culturale ( 66 ) di ciascuna città. Il nostro studio dimostra anche la necessità per le città di monitorare rigorosamente il numero di ratti nel tempo per valutare l’efficacia dei loro programmi di controllo o per identificare nuove infestazioni che necessitano di una mitigazione acuta. Abbiamo utilizzato i dati sui reclami pubblici e sulle richieste di servizi per la maggior parte delle 16 città del nostro studio perché erano gli unici dati sistematici disponibili. Sebbene i reclami dei roditori siano strettamente correlati all’abbondanza di ratti ( 15-17 ) , questi dati presentano limiti e distorsioni, tra cui la consapevolezza delle opzioni di segnalazione e la facilità di interazione con le risorse governative. Questi problemi non influenzano le analisi su intere città nel tempo (ad esempio, lo studio attuale), ma suggeriscono che le nostre stime qui potrebbero persino essere conservative, rendendo le implicazioni gestionali ancora più urgenti. I limiti dei dati di rendicontazione pubblica indicano la forte necessità per i comuni di attuare rigorose iniziative di monitoraggio a lungo termine che forniscano una stima indipendente e meno distorta del numero e dell’attività dei ratti. La necessità di questi dati sistematici, nonché l’attuazione di aggressivi programmi di lotta integrata (IPM), implica che le città dovranno aumentare i finanziamenti e il personale nelle agenzie e nei dipartimenti competenti se sperano di mitigare l’aumento della presenza di ratti nei prossimi decenni.
MATERIALI E METODI
Abbiamo acquisito i dati sugli avvistamenti di ratti principalmente tramite database comunali pubblici, effettuando ricerche sui rapporti di ispezione dei parassiti e sui dati relativi ai reclami pubblici. Abbiamo iniziato questo studio concentrandoci sulle città degli Stati Uniti, che generalmente dispongono di sistemi di segnalazione dei reclami pubblici (ad esempio, piattaforme “311”). Abbiamo cercato database accessibili al pubblico nelle 200 città più grandi (per popolazione) degli Stati Uniti. Le città in genere archiviano ogni reclamo o rapporto di ispezione in categorie generali. Abbiamo ordinato i reclami di ogni anno per categoria, selezionando i reclami presentati con termini come “Avvistamento di ratti” e “Trattamento dei ratti”. I termini di ricerca pertinenti utilizzati per i dataset di ciascuna città sono elencati nella tabella S1. Il processo di ordinamento e filtraggio ha comportato anche l’eliminazione delle città che avevano notato cambiamenti nei metodi di segnalazione o incongruenze nei dati, come lunghi periodi di indisponibilità. Abbiamo anche eliminato le città che utilizzavano una categoria generica “parassiti” e non distinguevano tra roditori e insetti, ad esempio. L’ultima fase di raccolta dati ha comportato il contatto con le città in cui i dati erano poco chiari o non disponibili per richiedere informazioni complete. Abbiamo escluso le città che non disponevano di almeno 7 anni di dati. È meno comune per le città al di fuori degli Stati Uniti rendere disponibili i dati sui reclami pubblici tramite un portale pubblico. Per ampliare le conoscenze del nostro studio oltre gli Stati Uniti, abbiamo contattato ricercatori e funzionari comunali di numerose città in tutto il mondo. Siamo riusciti ad acquisire dati che soddisfacevano i nostri criteri per tre città al di fuori degli Stati Uniti.
I dati sui reclami pubblici non sono gli stessi dei dati provenienti da un’indagine sistematica sui ratti. Tuttavia, le tecniche di indagine tradizionali come la cattura o le indagini sui “segni di ratti attivi” ( 41 ) sono raramente condotte dalle città, richiedendo l’uso di altre fonti di dati per valutare le popolazioni di ratti per superare queste limitazioni dei dati ( 67 ). Vi sono rischi di distorsione nei dati di segnalazione pubblica se non tutti i residenti hanno la stessa probabilità di segnalare un avvistamento di ratti in base a differenze di familiarità con i ratti, stato di affittuario o livelli socioeconomici o di comfort nell’interazione con l’amministrazione cittadina. Tuttavia, studi condotti a Chicago, Barcellona, Amsterdam, Rotterdam ed Eindhoven hanno rilevato una stretta associazione tra i reclami pubblici sui ratti e le stime di abbondanza relativa derivanti dalla cattura sistematica ( 15-17 ) . Inoltre, nello studio attuale, abbiamo preso in considerazione il totale dei reclami pubblici in tutta la città e in più anni, per esaminare la variazione nei numeri, non i numeri assoluti, che aggira qualsiasi potenziale rischio di eterogeneità all’interno della città o eterogeneità temporale nella distorsione della segnalazione.
Dopo aver raccolto e filtrato i dati necessari, abbiamo tabulato il numero di segnalazioni mensili di ratti in ciascuna città per tutti i mesi disponibili. Abbiamo inoltre acquisito dati sulla densità di popolazione umana e sulla variazione demografica tramite i dati del censimento. La variazione di temperatura rispetto alle temperature medie di base storiche e le temperature medie sono state ottenute dai dati delle agenzie meteorologiche nazionali (ad esempio, la National Oceanic and Atmospheric Administration negli Stati Uniti e il Royal Netherlands Meteorological Institute nei Paesi Bassi; tabella S1) e dai rapporti pubblicati. Il PIL a livello di città è stato utilizzato come misura della socioeconomia municipale, ottenuto da rapporti disponibili al pubblico. Ulteriori informazioni su queste misurazioni sono disponibili nella tabella S1. Abbiamo escluso diverse variabili correlate con le altre variabili predittive; ad esempio, la temperatura media annua è stata esclusa perché correlata alla temperatura minima media, che era la variabile più rilevante dal punto di vista fisiologico. La percentuale di copertura del suolo urbano era inversamente correlata alla percentuale di copertura vegetale del suolo, quindi abbiamo utilizzato la percentuale di vegetazione solo in base alle nostre ipotesi relative all’impatto dell’isola di calore urbana sull’ambiente termico per i ratti. Non abbiamo incluso nemmeno la temperatura massima media, che era associata al riscaldamento della temperatura a lungo termine sulla base di tendenze latitudinali ben consolidate. Abbiamo mantenuto due variabili a coppie che sono correlate a causa di collegamenti correlativi consolidati da tempo. In primo luogo, la densità di popolazione umana è correlata al PIL, che è un’associazione ben nota in economia dovuta alla scala urbana e alla legge di Zipf (scala basata sulla disparità nelle dimensioni delle città). Ad esempio, Ribeiro et al. ( 68 ) hanno scoperto che in oltre 5000 città in 96 paesi, il PIL è costantemente associato alla popolazione umana a causa di tale scala. In secondo luogo, la densità di popolazione umana è correlata al riscaldamento della temperatura a lungo termine, e questo modello è noto per essere coincidente sulla base della geografia dell’urbanizzazione e delle emissioni di calore antropogeniche ( 69 ) piuttosto che alla scala subregionale in cui sono stati raccolti la maggior parte dei nostri dati sulla temperatura.
Abbiamo anche calcolato la copertura del suolo urbano e vegetato in ogni città per cercare un’associazione con la copertura del suolo e le tendenze dei ratti. Abbiamo ottenuto questi dati globali come immagini raster dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) attraverso la Climate Change Initiative (CCI) e li abbiamo analizzati nel software di mappatura QGIS. Questi dati avevano una risoluzione di 300 m e includevano una serie temporale dal 1992 al 2020. Abbiamo aggiunto i confini comunali di tutte le 16 città a questo progetto QGIS, aggiunto un buffer di 1 km (per congiungere tutte le particelle cittadine non contigue) e quindi utilizzato lo strumento Statistiche Zonali per calcolare il numero di celle per ciascun tipo di copertura del suolo. Per i dati ESA-CCI, abbiamo raggruppato le classi di copertura del suolo che presentavano copertura arborea e arbustiva, copertura erbacea e arbustiva (ovvero, codici di classe di copertura 12, 40, 60-62, 70-72, 80-82, 90, 100, 110, 120-122, 160, 170 e 180) in una categoria “vegetazione”, e la classe “aree urbane” (codice 190) in una categoria “urbana”. Abbiamo quindi calcolato la percentuale di ciascuna città che presentava copertura del suolo vegetata e urbana. Le basse percentuali di vegetazione all’interno delle città potrebbero essere spiegate dalla bassa risoluzione spaziale del raster, che porta a una classificazione del raster con risoluzione di 300 m per 300 m, che fa sì che la vegetazione sia superata dalle coperture del suolo urbane.
L’andamento del numero di avvistamenti per ciascuna città è stato analizzato utilizzando un test di Mann-Kendall, che analizza i dati per l’entità degli andamenti nei dati delle serie temporali. Le statistiche z sono state calcolate per ciascuna città per analizzare l’entità, la direzione e la significatività degli andamenti dei ratti. Il test di Mann-Kendall è un’analisi non parametrica che non presuppone distribuzioni a priori o omoschedasticità e non è sensibile a valori anomali o dati distribuiti in modo non normale ( 70 , 71 ). Abbiamo eseguito un’analisi di importanza relativa (o pesi) per suddividere la varianza tra le cinque variabili ambientali e quantificare la loro associazione con la statistica z di tendenza . L’analisi dei pesi relativi si basa sul framework di regressione standard, ma tiene conto della multicollinearità tra le variabili esplicative ( 72 ). Abbiamo eseguito questo nel pacchetto “relaimpo” all’interno di R. Infine, abbiamo eseguito una regressione lineare tra la statistica z e ciascuna delle cinque variabili per stimare il coefficiente di correlazione per ciascuna relazione.
Ringraziamenti
Ringraziamo C. Chin, T. Smith e molti altri dipendenti comunali che ci hanno aiutato a reperire o accedere ai dati di segnalazione pubblica; T. Tanikawa per i suoi approfondimenti sulle denunce di parassiti predatori a Tokyo; e M. Fidino per i suoi approfondimenti sulla selezione del quadro statistico. Ringraziamo inoltre DK Skelly, A. Voit, K. Cheeks e i revisori per il feedback costruttivo sulle bozze precedenti di questo manoscritto.
Finanziamento: questo lavoro è stato supportato da sovvenzioni a JLR dal Jeffress Trust Awards Program in Research Advancing Health Equity e dalla National Science Foundation (1738789).
Contributi degli autori: Concettualizzazione/metodologia: JLR Acquisizione/cura dei dati: JLR, EPM, NP, RS, EB-B., YK, JAB, WL, AW, FC, FNS, MHM, JB, RMC, R.Den., R.Del., CR, LH e JU Analisi dei dati: JLR ed EPM Acquisizione finanziamenti: JLR Redazione—bozza originale: JLR Redazione—revisione e editing: JLR, EPM, YK, JAB, RMC, MHM, FC, FNS e R.Den.
Conflitti di interesse: gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse
