Der globalen Ausbreitung von Seuchen auf der Spur

Forschungsprojekt beleuchtet menschliche Transportnetzwerke und Bioinvasoren

(pte/ehj) Oldenburg – Der Einfluss menschlicher Transportnetzwerke auf die Ausbreitung von Seuchen und auf Bioinvasionen steht im Zentrum des neuen Forschungsprojekts der Volkswagenstiftung. Im Rahmen der Förderinitiative „Komplexe Netzwerke als fächerübergreifendes Phänomen“ werden rund 570.000 Euro an Fördergeld zur Verfügung gestellt. Der Oldenburger Physiker Bernd Blasius vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres ICBM http://www.icbm.de ist maßgeblich daran beteiligt. Darüber hinaus arbeiten das Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen sowie die Pennsylvania State University und die University of California, Santa Barbara mit.

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„Eine der grundlegenden Überlegungen der Arbeit war, wie die Ausbreitung von Infektionskrankheiten wie etwa SARS und Bioinvasoren wie etwa die Zebramuschel miteinander zu tun haben“, erklärt Blasius, dessen interdisziplinäre Arbeitsgruppe sich vor allem mit der theoretischen Beschreibung und mathematischen Modellierung komplexer natürlicher Systeme in Biologie und Ökologie befasst. „Wir wollen Gemeinsamkeiten in der Verbreitung sehen und dabei betrachten wir die weltweiten Transportnetze genau“, erklärt der Forscher. „Die Welt ist in vielerlei Hinsicht kleiner geworden.“ Internationale Gütertransporte, aber auch Touristen bewegen sich über Kontinente. Auf diesen verschiedenen Verkehrswegen werden auch Lebewesen wie etwa Algen und Mikroorganismen im Ballastwasser von Schiffen oder Insektenlarven in Reifenprofilen von Autos unbeabsichtigt transportiert. „Dadurch gelangen Organismen in Ökosysteme, in denen sie nicht heimisch sind.“ Manche können sich dort ungehindert ausbreiten. „Ähnlich verhält es sich auch mit Krankheitserregern“, erklärt Blasius. „Sie können von Reisenden in kürzester Zeit über Kontinentalgrenzen hinweg verschleppt werden und Pandemien auslösen.“

„Den verschiedenen Szenarien der Bioinvasion und der Ausbreitung von Seuchen liegen ähnliche Gesetzmäßigkeiten zugrunde, die stark geprägt sind von den menschlichen Transportwegen“, erklärt der Wissenschaftler. Da der gesamte Verkehr auf Netzwerken läuft, wird eine der wichtigsten Aufgaben dieses Projekts die Erstellung von Datenbanken von diesen globalen Reise- und Transportwegen sein“, erklärt Blasius. Eine besondere Rolle spielen dabei so genannte „Hubs“ – das sind Knotenpunkte, an denen verschiedene Transportwege einander kreuzen. Wie sich Organismen oder Krankheitserreger ausbreiten, hängt nämlich von vielen Faktoren ab: Im Falle von Tieren spiele zum Beispiel die Zahl der natürlichen Feinde und Konkurrenten eine Rolle, im Falle eines Krankheitserregers die Pathogenität und Inkubationszeit.

„Theoretische Vorhersagen aus den gesammelten Daten werden anhand wichtiger Fallbeispiele getestet“, erklärt Blasius. Dadurch soll etwa die Ausbreitung von Krankheiten oder Bioinvasoren mit Hilfe von Computersimulationen genauer untersucht werden. Fernziel wäre es, effektive Präventionsstrategien gegen eine globale Ausbreitung zu entwickeln. „Sollte nun einmal die gefürchtete Grippe irgendwo ausbrechen, kann möglicherweise durch die Schließung weniger Linien eine globale Ausbreitung verhindert werden“, meint der Forscher.