Kas nahkhiired saavad meile öelda, millal ja kus Ebola järgmisena lööb?
Uued uuringud viitavad sellele, et kui nahkhiirte rändemustreid lähemalt uurime, võiksime ette näha, millal ja kus järgmine Ebola puhang toimub.
Ebola on väga surmaga lõppenud ja kõrge nakkusvõimega viirus, mis avastati esmakordselt Lääne-Aafrikas 1976. Arvatakse, et puuviljakarbid on viiruse loomulik peremeesorganism.
Ehkki enamik surmavaid haiguspuhanguid on alguse saanud Aafrika riikidest, levis viimane Ebola kriis - mis leidis aset aastatel 2014–2016 - üle kogu maailma, sealhulgas Ameerika Ühendriikidesse.
USA-s registreeriti neli juhtumit, millest üks põhjustas surma.
Selles kontekstis võib järgmise Ebola puhangu aja ja asukoha ennustamine osutuda selle ärahoidmiseks eriti kasulikuks. Sellepärast asusid teadlased looma modelleerimisraamistiku, mis võib meid tulevikus sellist sündmust ette näha.
Uue uuringu viisid läbi bioinseneri dotsent Javier Buceta, tsiviil- ja keskkonnatehnika dotsent Paolo Bocchini ning järeldoktor Graziano Fiorillo - kes kõik on seotud Betlehemis, PA-s asuva Lehighi ülikooliga.
Nad oletasid, et kuna nahkhiired on viiruse kandjad, võib nende rändemustrite jälitamine aidata luua ennustavat raamistikku.
Nende uuringute tulemused avaldati ajakirjas Teaduslikud aruanded.
Ebola matemaatilise mudeli loomine
Raamistiku loomiseks kasutasid Buceta ja meeskond satelliiditeavet ja parameetrite valimist. Teadlased sisestasid selle teabe arvutialgoritmi või mudelisse, mis loodi nahkhiirte käitumise korreleerumise tingimuste ennustamiseks Ebola puhangutega.
Algoritmi sisestatud andmed hõlmasid nahkhiirte loomulikkust ja suremust, viirusega nakatumise kiirust ja nende taastumiseks kulunud aega.
Samuti, et ennustada nahkhiirte nakatumise tippe konkreetses piirkonnas, sisaldas mudel teavet selle kohta, millal ja kuhu nahkhiired rändasid, hooajalised muutused ning toidu ja peavarju kättesaadavus.
Teadlased pidid arvestama ka keskkonnateabega; selleks kasutasid nad Google Earth Engine'i abil teabe hankimiseks ühest NASA andmebaasist.
Bocchini kirjeldab üksikasjalikult protseduure, mida nad kasutasid, öeldes: „Peame suure eraldusvõimega uurima kogu Aafrika mandri olemasolevate ressursside juhuslikke kõikumisi; see oli tohutu arvutuslik ja tõenäosuslik väljakutse. "
"Mõistsime, et matemaatilisest vaatepunktist," jätkab ta, "on probleem sarnane seismiliste lainete juhusliku levimisega maavärinatega piirkonnas ja me saaksime oma tööriistu kohandada."
Pärast selliste asjade arvestamist nagu niiskus ja temperatuur, suutsid teadlased "siis ennustada nakatunud nahkhiirte kontsentratsiooni, mida nende konkreetsete tingimuste korral võib leida," selgitab Buceta.
Mudel ennustab täpselt Ebola puhangut
Aastatel 2014–2016 algas Ebola epideemia Lääne-Aafrikas Guineas asuvas Meliandous asuvas 2-aastase lapse juhtumiga.
Lapse nakatanud viiruse tüvi sai aga alguse Kongo Demokraatlikust Vabariigist, mis asub Meliandou'st tuhandete miilide kaugusel.
Kasutades Buceta ja meeskonna loodud raamistikku, suutsid teadlased "tagasiulatuvalt" ennustada "nakkuse tippaega Meliandous […] kuude ajal, kui haiguspuhang algas". Nad pidasid oma järeldusi "tähelepanuväärseks".
Kuid kui meeskond rakendas sarnaseid andmeid teisest kohast - mis asus Meliandou'st 400 kilomeetri kaugusel ja kus oli erinev kliima -, ei näidanud tulemused sellel perioodil nakatumise tippu.
"Meie mudelis ütleb Buceta," puhangute ilmnemine on tihedalt seotud keskkonnatingimuste kõikumistega, mis mõjutavad nii nahkhiirte rändemustreid kui ka nakatumise määra. "
"Sellised leiud," lisab ta, "soovitavad tungivalt, et keskkonnategurid mängivad võtmerolli Ebola viiruse levimisel nahkhiirte seas."
Teadlased loodavad, et nende mudel aitab ennustada ja ära hoida mitte ainult Ebola puhanguid, vaid ka muid loomadelt inimestele levivaid viirusi.
