Voor veel mensen betekent het voorjaar ook het begin van het pollenseizoen, waarbij bloeiende bomen en planten hun pollen de lucht inslingeren. En in onze opwarmende wereld staan planten en bomen nóg langer in bloei. Het gevolg laat zich raden: meer pollen en dus meer hooikoorts.
Volgens nieuw onderzoek dat deze week in het tijdschrift Nature Communications is gepubliceerd, bestaat de mogelijkheid dat tegen het jaar 2100 de hoeveelheid pollen die gedurende het bloeiseizoen wordt geproduceerd met veertig procent zal zijn toegenomen. Dat is een ontwikkeling die nader onderzoek naar de oorzaken van deze toename dringend noodzakelijk maakt. Hoewel sommige bossen en graslandsystemen door de toenemende droogte en warmte in hun groei zullen worden belemmerd, zullen andere soorten gras, onkruid en bomen in een warmere wereld juist beter gedijen en meer allergene pollen genereren. Bovendien zullen planten profiteren van de hogere CO2-concentratie in de atmosfeer, waardoor ze groter kunnen worden en meer bladeren kunnen produceren.
In eerdere studies naar historische trends in het groeiseizoen wordt geschat dat het pollenseizoen in Noord-Amerika nu gemiddeld twintig dagen eerder begint en acht dagen langer duurt dan dertig jaar geleden, waardoor de vegetatie twintig procent meer pollen aan de lucht afgeeft.
In het nieuwe onderzoek is die trend tot aan het einde van deze eeuw doorgetrokken en wordt geschat dat het pollenseizoen in de toekomst tot wel veertig dagen eerder zal beginnen en negentien dagen langer zal duren, waardoor er veertig procent meer pollen geproduceerd zullen worden.
“Pollen hebben een enorme invloed op de volksgezondheid,” zegt Allison Steiner, atmosfeerwetenschapper aan de University of Michigan en hoofdauteur van de nieuwe studie. “Heel veel mensen hebben last van seizoensgebonden allergieën, maar voorspellingen van trends voor toekomstige pollenseizoenen zijn niet erg nauwkeurig.”
Betere voorspellingen
Om daar verbetering in te brengen heeft Steiners team nieuwe computermodellen op basis van historische gegevens ontwikkeld. Daarbij is gekeken naar factoren (zoals temperatuur en neerslag) die van invloed zijn op de pollenproductie van vijftien van de meest gebruikelijke plantenvariëteiten die allergene reacties oproepen. In de modellen is ook rekening gehouden met de toegenomen concentratie CO2 in de atmosfeer en met verschuivingen in het groeigebied van diverse typen planten. Zo zou de uitbreiding van grassen en bomen in de VS ten koste kunnen gaan van planten en struiken uit het geslacht Ambrosia, die zeer allergeen zijn. In dit scenario zou de verspreiding van dit onkruid in de oostelijke helft van de VS met tachtig procent afnemen.
“In onze simulatie bekijken we hoe de pollenuitstoot zich van dag tot dag ontwikkelt,” zegt Steiner. “Dan zie je ook hoe de toename van het aantal pollen zich ontvouwt: het begint in het zuidoosten van de VS, waarna de lijn van de pollenproductie met het opwarmen van het klimaat steeds verder naar het noorden opschuift.”
Hoewel veel planten die pollen produceren in een warmer klimaat waarschijnlijk beter zullen gedijen, zullen diverse boomsoorten, waaronder berken, het minder goed doen in een atmosfeer met een hoog CO2-gehalte. Dit is een ontwikkeling die eveneens wordt weerspiegeld in het nieuwe model.
Met behulp van dit soort computermodellen konden Steiner en haar collega’s vervolgens vergelijkingen maken tussen de pollenproductie in een historische periode in de VS (1995-2014) en gedurende twee hypothetische klimaatscenario’s (2081-2100): eentje met een gemiddelde uitstoot van broeikasgassen en eentje met een veel hogere uitstoot als gevolg van het verstoken van fossielen brandstoffen. In de twee scenario’s steeg de gemiddelde oppervlaktetemperatuur op aarde met respectievelijk 2-3°C en 4-6°C. Het onheilspellender scenario, waarin de CO2-concentratie ruim tweeënhalf keer zo hoog zal zijn dan het huidige niveau, levert een langdurig en zwaar pollenseizoen op. Daarbij worden de trends van de afgelopen dertig jaar tweemaal zo sterk.
Wlliam Anderegg, een assistent-professor aan de University of Utah die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken, is de toekomst die in het wat gematigder scenario wordt voorspeld misschien echter wel interessanter. “Het komt erop neer dat de pollendruk met de helft afneemt als je deze vergelijkt met het scenario waarin de CO2-concentratie zeer hoog is. De onderzoekers laten dus duidelijk zien dat maatregelen tegen klimaatverandering een zeer positieve uitwerking op onze luchtwegen kan hebben,” zegt Anderegg. Hij doet onderzoek naar de gevolgen van klimaatverandering op bosgebieden.
Klachten door pollen
De nieuwe studie sluit aan op ervaringen uit de eerste hand van allergoloog John James. Toen James 25 jaar geleden naar Colorado verhuisde, liep het pollenseizoen van maart tot april. Daarna is dat patroon echter allengs verschoven. “Mijn patiënten komen nu vroeger in het seizoen bij me en vragen zich af waarom hun symptomen zo lang aanhouden. Ze lijken geen adempauze te krijgen,” zegt James, die tevens adviseur van Asthma and Allergy Foundation of America is.
Uit meerdere studies is inmiddels gebleken dat steeds zwaardere pollenseizoenen wereldwijd een gevaar voor de volksgezondheid kunnen betekenen. Leerlingen met allergie doen het minder goed op school dan hun klasgenoten; op het werk zijn volwassenen minder productief als ze last hebben van hooikoorts. Ook worden pieken in het aantal bezoeken aan de spoedeisende hulp wegens astma-aanvallen in verband gebracht met dagen waarop de concentratie pollen in de lucht het hoogst is; deze bezoeken brengen voor de betrokken patiënten zelf en voor het zorgstelsel als geheel veel kosten met zich mee.
De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) schat dat tegen het jaar 2050 de helft van de wereldbevolking last zal hebben van tenminste één allergische aandoening. Momenteel hebben tien tot dertig procent van de volwassenen en zo’n veertig procent van de kinderen last van allergieën. De verwachte toename wordt niet alleen veroorzaakt door de stijging van de pollenconcentraties, maar ook door allerlei manieren waarop vervuilende chemicaliën in de lucht met pollen reageren.
Vervuilende deeltjes in de lucht kunnen de celwanden van pollen “afbreken, waardoor de toch al minuscule pollendeeltjes uiteenvallen in nóg kleinere deeltjes, van minder dan één micron in diameter, die dieper in de longen kunnen doordringen en voor mensen gevaarlijker zijn,” zegt Isabella Annesi-Maesano, milieu-epidemioloog aan de Franse Université de Montpellier. Ook kunnen vervuilende deeltjes de pollen zelf allergener maken. Uit laboratoriumonderzoek is gebleken dat een stijging van het CO2-gehalte in de atmosfeer ervoor zorgt dat de pollen in de lucht meer allergene eiwitten bevatten. Het zijn deze eiwitten die bij mensen de aanmaak van antilichamen en daarmee de symptomen van een allergische reactie op gang brengen.
Mogelijke volgende stappen
Volgens Steiner is de nieuwe studie “een eerste stap op weg naar de ontwikkeling van meer inzicht in de verandering van de pollendruk en in manieren om mensen op de gezondheidsgevolgen van deze ontwikkeling voor te bereiden.” Er is echter nog veel werk te verrichten. Zo zijn er maar weinig wetenschappelijke gegevens verzameld; in de hele VS zijn er minder dan honderd stations voor het meten van pollen in de lucht. Het bijhouden van pollenconcentraties is arbeidsintensief en voor het tellen en identificeren van het aantal pollendeeltjes in de lucht is geschoold personeel nodig.
“We houden de concentratie pollen in de lucht veel minder goed bij dan zowat alle andere deeltjes die in de lucht zweven, maar we hebben deze gegevens wel degelijk nodig om de lange-termijntrends van die concentratie te volgen,” zegt Anderegg. Gelukkig liggen er echter oplossingen in het verschiet: meerdere bedrijven werken momenteel aan de ontwikkeling van automatische telmethoden met behulp van kunstmatige intelligentie, waardoor dit werk veel efficiënter kan worden gedaan. Bovendien zou het nieuwe onderzoek onder meer kunnen leiden tot wekelijkse “pollenvoorspellingen”, vergelijkbaar met “weersverwachtingen” van de luchtkwaliteit die nu al in veel delen van de VS worden opgesteld en gepubliceerd.
Volgens Anderegg zou daarmee “de plaatselijke en regionale capaciteit om veranderende pollenconcentraties te volgen worden vergroot en kan de schadelijke uitwerking op onze gezondheid zo klein mogelijk worden gehouden.”
