{"id":702,"date":"2020-04-24T17:18:00","date_gmt":"2020-04-24T17:18:00","guid":{"rendered":"https:\/\/hifmb.allcodesare.com\/?p=702"},"modified":"2021-11-24T16:18:25","modified_gmt":"2021-11-24T15:18:25","slug":"maths-ecology-and-the-virus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hifmb.de\/de\/maths-ecology-and-the-virus\/","title":{"rendered":"Mathematik, \u00d6kologie und das Virus"},"content":{"rendered":"\n<p>In den letzten Monaten wurde das Leben durch Covid stark beeintr\u00e4chtigt. Die Pandemie hat die vorherigen Probleme, die australischen Waldbr\u00e4nde und das Aufkommen der Desinformation, aus den Nachrichten und aus den K\u00f6pfen der Menschen gewischt. F\u00fcr den Netzwerkwissenschaftler gibt es jedoch eine wichtige Parallele: Alle diese Ph\u00e4nomene k\u00f6nnen als Ausbreitungsprozesse in Netzwerken verstanden werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Viele der Probleme, mit denen wir konfrontiert sind, sind Symptome der immer komplexer werdenden und vernetzten Welt, in der wir leben. In jedem komplexen System gibt es jedoch einfache Wahrheiten, die entdeckt werden k\u00f6nnen. Betrachten wir die Epidemie: Am Anfang steckte eine infizierte Person in Deutschland im Durchschnitt drei andere an. Die Infektion breitet sich also exponentiell aus. Um dieses exponentielle Wachstum in einen exponentiellen R\u00fcckgang zu verwandeln, m\u00fcssen wir also die Anzahl der Chancen, die wir der Krankheit geben, sich auszubreiten, um den Faktor drei verringern.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Wie das Virus sich verbreitet<\/h2>\n\n\n\n<p>Wenn sich zwei von uns treffen und wir noch nicht wissen, wer infiziert ist, dann geben wir dem Virus zwei Chancen, sich zu verbreiten: Du k\u00f6nntest mich infizieren oder ich k\u00f6nnte dich infizieren. Wenn wir uns zu dritt treffen, dann hat jeder von uns eine Chance, die anderen beiden zu infizieren, was insgesamt 6 Chancen ergibt. Ein Treffen zwischen drei Personen ist also dreimal so schlimm wie ein Treffen zwischen zwei Personen. F\u00fcr Gruppen der Gr\u00f6\u00dfe N ist die Anzahl der Chancen, die wir dem Virus geben, sich zu verbreiten, N(N-1), was zu einem quadratischen Anstieg f\u00fchrt, bis schlie\u00dflich eine S\u00e4ttigung eintritt und es f\u00fcr gro\u00dfe Versammlungen linear wird. Das bedeutet, dass eine Party mit 20 G\u00e4sten 380 Chancen f\u00fcr die Verbreitung des Virus bietet.<\/p>\n\n\n\n<p>Der quadratische Anstieg der Anzahl der \u00dcbertragungschancen mit zunehmender Gruppengr\u00f6\u00dfe erkl\u00e4rt, warum Superspreading-Ereignisse auftreten k\u00f6nnen. Es zeigt auch, dass wir allein durch das Vermeiden von gro\u00dfen Zusammenk\u00fcnften einen wichtigen Beitrag zur Bek\u00e4mpfung der Pandemie leisten k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>&#8220;Allein durch das Vermeiden gro\u00dfer Versammlungen k\u00f6nnen wir einen wichtigen Beitrag zum Kampf gegen die Pandemie leisten.&#8221;<\/p><cite><strong>Thilo Gross<\/strong><\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Die Wahrscheinlichkeit einer zweiten Welle<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Frage, die jetzt alle zu besch\u00e4ftigen scheint, ist, ob wir eine zweite Welle von Covid erleben werden. Mit einfacher Mathematik kann man leicht verstehen, dass, wenn wir alle Bem\u00fchungen zur Eind\u00e4mmung stoppen, wir zu einer exponentiellen Ausbreitung zur\u00fcckkehren und eine gro\u00dfe zweite Welle erleben werden. Wenn wir dagegen weiterhin stark reagieren, wird die Epidemie weiter zur\u00fcckgehen. Wahrscheinlicher ist, dass wir ein Szenario erleben werden, das zwischen diesen Extremen liegt. Wie genau es ausfallen wird, h\u00e4ngt von politischen Entscheidungen ab, die von einer kleinen Anzahl von Menschen getroffen werden, und ist daher schwer vorherzusagen.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Umweltver\u00e4nderungen und zuk\u00fcnftige Pandemien<\/h2>\n\n\n\n<p>Vielleicht ist die Frage nach einer zweiten Welle sogar die falsche Frage. Im Laufe der Geschichte haben die Menschen als Reaktion auf Ver\u00e4nderungen in der Umwelt neue Infektionskrankheiten erworben. Die beispiellosen Umweltver\u00e4nderungen, die wir in naher Zukunft erleben werden, werden die Menschen zweifellos in Kontakt mit neuen Krankheitserregern bringen. Ein immer st\u00e4rker vernetztes Zeitalter, in dem wir Menschen und Vieh rund um den Globus transportieren, wird es einigen dieser Erreger erm\u00f6glichen, sich weit und schnell zu verbreiten. Auch wenn wir vielleicht keine zweite Covid-Welle erleben werden, warten in naher Zukunft mit Sicherheit weitere Pandemien auf uns.<\/p>\n\n\n\n<p>Es ist gut, sich daran zu erinnern, dass der Erhalt der marinen Biodiversit\u00e4t und die Milderung der Folgen von Umweltver\u00e4nderungen auch dazu beitragen k\u00f6nnen, diese zuk\u00fcnftigen Pandemien zu verhindern. In diesem Sinne bek\u00e4mpft HIFMB bereits die n\u00e4chste globale Krankheit.<\/p>\n\n\n\n<p>Das Biodiversit\u00e4tslabor tr\u00e4gt zu den Zielen von HIFMB bei, indem es Daten analysiert und die Auswirkungen von Biodiversit\u00e4tsverlusten und Ma\u00dfnahmen zur Eind\u00e4mmung modelliert. Ein weiteres Beispiel f\u00fcr einen Ausbreitungsprozess ist \u00fcbrigens die Dynamik von Arten, die Lebensraum-Patches besiedeln. Gro\u00dffl\u00e4chige Muster der Biodiversit\u00e4t k\u00f6nnen daher mit sehr \u00e4hnlichen mathematischen Methoden beschrieben werden wie Pandemien und Waldbr\u00e4nde.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Der sich ausbreitende Prozess, der uns vielleicht am st\u00e4rksten betrifft, ist der Aufstieg von Desinformation und Post-Wahrheitspolitik. Diese haben nicht nur die Covid-Reaktion in einigen L\u00e4ndern beeinflusst, sondern auch unsere F\u00e4higkeit behindert, das viel tiefgreifendere Problem des Klimawandels zu bek\u00e4mpfen, der neben vielen anderen Folgen ein Treiber zuk\u00fcnftiger Pandemien sein wird. Vielleicht ist ein Silberstreif am Horizont, dass die Pandemie deutlich gemacht hat, dass Probleme durch eine faktenbasierte Politik auf der Grundlage mathematischer Modelle angegangen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-theme-seperator\"><div class=\"container\"><\/div><\/div>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Thilo Gross<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"has-secondary-color has-text-color\">Netzwerk- und Datenwissenschaftler &amp; Professor f\u00fcr Biodiversit\u00e4tsheorie am HIFMB<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In den letzten Monaten wurde das Leben durch Covid stark beeintr\u00e4chtigt. Die Pandemie hat die vorherigen Probleme, die australischen Waldbr\u00e4nde und das Aufkommen der Desinformation, aus den Nachrichten und aus den K\u00f6pfen der Menschen gewischt. 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