Új Szó, 2021. április (74. évfolyam, 76-99. szám)
2021-04-21 / 91. szám
141 TUDOMÁNY ÉS TECHNIKA 2021. április 21.1 www.ujszo.com A klímaváltozás a járványterjedés modellezésében is segítségünkre lehet ÖSSZEFOGLALÓ Kovács Tamás, az ELTE TTK kutatója a klímaváltozás módszertanát hívta segítségül, hogy pontosabban meg tudja jósolni a járványok időbeli lefolyását. Meglátása szerint egyszerű járványterjedósi modellekben „párhuzamos valóságok" szimulálásával érthető meg a fertőzések terjedésének belső dinamikája. A klímakutatók legtöbbször a rendelkezésre álló adatok alapján, időbeli átlagolás segítségével próbálják megjósolni a jövőbeli forgatókönyveket. Az 1960-as években azonban rájöttek, hogy a dinamikai rendszerek többségének viselkedését hosszú távon erősen befolyásolják a kezdeti feltételek, és ha ezeket nem ismerjük pontosan, akkor nehéz jósolni, hiszen a rendszer nagyon sokféle módon fejlődhet a jövőben. Ilyen esetekben hatékony az a vizsgálati módszer, amelynek során nagy mennyiségben másolatokat (ún. sokaságokat) indítanak el egymástól éppen csak hajszálnyi eltéréssel, majd e futtatásokat egyidejűleg tanulmányozzák. A külső gerjesztéssel előállított „párhuzamos valóságok” egymás mellé állítását nevezik valószínűségi leírásnak. Kovács Tamás, az ELTE Fizikai Intézet kutatója arra jött rá, hogy a klímaváltozás e legújabb módszertanával lehetséges a járványterjedés ún. SEIR-modelljének vizsgálata is. A SEIR-modell alkalmazása során a populációt csoportokra bontják (Susceptible-Exposed-Infectious-Recovered [Fogékony-Látens-Fertőző- Gyógyult]), amelyeknek tagjai állapotuknak megfelelően mozognak a csoportok között: a fertőző meggyógyul, a fogékony beteg lesz. A moAz ábrán a teljes populációra vetített fertőzők és fogékonyak számának alakulása látható a járvány idején. A színezés azt mutatja, hogy az egyes értékeket milyen gyakorisággal észleljük. Vannak tehát gyakori (piros), valamint kevésbé gyakori fertőző-fogékony (kék) állapotok. (Fotó: ELTE) dellezés során az egyes csoportokhoz tartozó egyének számának időbeli alakulását követik a modellezők. „Azt régóta tudjuk - magyarázza Kovács Tamás hogy bizonyos betegségek (például a kanyaró, a rubeola, a FI INI madárinfluenza) egyes meghatározott időszakok (iskolakezdés, nyaralási időszak vagy a madaraknál a párzási időszak) visszatérésekor nem ugyanúgy viselkednek, mint korábban. 1945 előtt a New York-i kanyarójárványban figyelték meg például ezt a jelenséget. Ha ilyenkor valamilyen intézkedéssel még bele is avatkozunk a folyamatba (például fokozatosan csökkentjük a reprodukciós rátát, mondjuk távolságtartási korlátozással, vakcina alkalmazásával), még kevésbé lehet kiszámítani a betegség további viselkedését, és ez a kiszámíthatatlanság csak hosszú idő, akár több szezon után szűnik meg.” Hogyan képzelhetjük mindezt el? A fenti ábrán a teljes populációra vetített fertőzők és fogékonyak számának alakulása látható a járvány idején. A színezés azt mutatja, hogy az egyes értékeket milyen gyakorisággal észleljük. Vannak tehát gyakori (piros), valamint kevésbé gyakori fertőző-fogékony (kék) állapotok. Ha nincs szezonális változás (például iskolakezdés), a tüskés szerkezet állandó. Ellenkező esetben viszont a frekventáltabb részek változnak, áthelyeződik a hangsúly más területekre. Ha az ábrát jobban megnézzük, azt is látjuk, hogy a hisztogram tartója bonyolult, fraktál alakzat. Ennek alakja és mérete ugyancsak változik a külső geijesztés hatására. Az elvárások szerint a vízszintes síkban (ami ugye a fogékonyak-fertőzők számát mutatja, ahonnan a tüskék is indulnak) bármilyen kombináció felléphet. De mégsem ez történik: csak azok a kombinációk valósulnak meg, ahonnan a tüskék valóban kiindulnak. Tehát az adott járvány „válogat” a fogékony-fertőzött állapotok között, és csak a kiválasztottak valósul-A klímakutatók legtöbbször a rendelkezésre álló adatok alapján, időbeli átlagolás segítségével próbálják megjósolni a jövőbeli forgatókönyveket (Shutterstock) nak meg több (piros) - kevesebb (kék tüskék) valószínűséggel. „Változó reprodukciós ráta mellett a betegség lefolyását nagyban befolyásolják a dinamikára jellemző kezdeti tranziensek (véges idejű jelenségek), amelyek idővel eltűnnek - mondja a kutató. - Ezt a fajta viselkedést egyfajta „bekapcsolási jelenségnek” tekinthetjük a járvány kialakulásakor, egészen addig, amíg a fertőzöttség elér egy állandósult állapotot, ideális esetben később teljesen eltűnik vagy alacsony szinten tartható.” Azzal tehát, hogy a járvány lefolyását egymástól hajszálnyira eltérő, párhuzamos realizációk számítógépes modellezésével újra és újra tesztelik, és az így megalkotott sokaságokat statisztikailag leírják, a modellezők képet kaphatnak a betegség terjedésének belső dinamikájáról, és számszerűsíthetik a kezdeti bizonytalanságokat úgy, hogy kiküszöbölik a rendelkezésre álló mért idősor átlagolásból származó hibákat. Az új felfedezés általános érvényű a változó paraméterű dinamikai rendszerekre, így a klímadinamikán és a járványterjedésen túl különböző területeken várható sikeres alkalmazása. A tanulmány a brit Királyi Tudományos Társaság interdiszciplináris kutatásokat jegyző folyóiratában, a Journal of the Royal Society Interface-ben jelent meg. (ELTE) Két és fél milliárd Tyrannosaurus rex élhetett a Földön MTI-HÍR összesen 2,5 milliárd példány élhetett a Földön a Tyrannosaurus rexből, az egyik legismertebb dinoszauruszfajból - számolták ki a Kaliforniai Egyetem kutatói, akik a Science című folyóiratban publikálták az első „dinószámlálás" eredményét. A rendelkezésre álló tudományos adatok alapján a Berkeley kutatói kiszámították, hogy ezek az őshüllők 15 éves korukra érhették el az ivarérettséget, minden generáció mintegy 19 évig élhetett, a felnőtt állatok súlya 5,2 tonna körül lehetett, és átlagosan minden 100 négyzetkilométerre jutott egy példány 2,3 millió négyzetkilométer összterületen. Ezekből az adatokból kiindulva a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a bolygón egy adott pil-AT. rex volt minden idők legnagyobb húsevő szárazföldi állata (Shutterstock) lanatban mintegy 20 ezer T. rex élhetett, és a faj 127 ezer generáción keresztül maradhatott fenn. Ez azt jelenti, 2,5 millió év alatt összesen 2,5 milliárd T. rex élt a Földön. A berkeley-i kutatók is elismerték, hogy becslésük meglehetősen nagy hibaszázalékot tartalmaz: az összes valaha élt Tyrannosaurus rex száma minimálisan 140 millió, maximálisan 42 milliárd, ennek átlagát határozták meg mintegy két és fél milliárdban, az időszak pedig, amelyben a gigantikus állatok Észak-Amerikát rótták, 1,2 milliótól 3,6 millió évig terjed. Szakértők szerint, ha a T. rexből csak 2,5 millió élt volna - és nem 2,5 milliárd -, valószínűleg soha nem tudtuk volna meg, hogy valaha is léteztek. A T. rex volt minden idők legnagyobb húsevő szárazföldi állata. A faj valószínűleg akkor halt ki, amikor egy aszteroida csapódott be Mexikó területén, kipusztítva a Földön hajdan létező fajok háromnegyedét.
