Welche Strecke ist kürzer: Von Berlin nach Kiel oder von Tokio nach London? Diese Frage dürfte für die allermeisten ein Leichtes sein. Weniger einfach zu beantworten ist, über welche Distanz sich eine Krankheit schneller ausbreitet.

Heute können sich Erreger mit dem Flugverkehr schnell über den Globus verstreuen. Im Fall der schweren Lungenkrankheit Sars führte es 2003 dazu, dass ein Reisender von Hongkong aus das Virus nach Australien einschleppte.

Erreger breiten sich meist nach bestimmten mathematischen Mustern aus. Daran forschen unter anderem zwei Wissenschaftler aus Deutschland und der Schweiz. Anhand der weltweiten Passagierströme an Flughäfen könne der Weg einer Seuchen erstaunlich genau vorhergesagt werden, schreiben sie nun im Magazin Science.

Früher orientierten sich Modelle zur Ausbreitung von Krankheiten hauptsächlich an der tatsächlichen Entfernung zwischen zwei Orten. Das werde dem heutigen Reiseverhalten aber nicht mehr gerecht, sagt Dirk Brockmann von der Humboldt-Universität in Berlin: "Wir sind so stark vernetzt global, deshalb sehen die Muster moderner Seuchen so komplex aus." Dabei spiele das Fliegen eine zentrale Rolle.

Der mathematische Ansatz seiner Forschung orientiert sich deshalb an den Passagieren, die sich zwischen zwei Städten bewegen. Die Annahme: Je größer die Zahl an Passagieren ist, die von einem Flughafen zu einem anderen weiterfliegen, desto schneller breitet sich eine Krankheit auf diesem Weg aus. Aus dieser Faustformel berechneten die Forscher eine "effektive Distanz" genannte Größe.

So kann es sein, dass sich eine Seuche von London aus schneller nach New York ausbreitet als zu einer nahe gelegenen britischen Kleinstadt, erklärt Brockmann. Ist der Ausbruchsort bekannt, können die Wissenschaftler über die effektiven Distanzen ausrechnen, an welchen Orten auf der Erde wahrscheinlich als erstes Erkrankungen auftreten werden.

Modell funktioniert mit wenigen Parametern

Neu an der Methode der beiden Forscher ist, dass sie auch mit relativ wenigen Informationen auskommt. Normalerweise müssen nämlich Faktoren wie Infektionsraten, Ansteckungswahrscheinlichkeiten oder Gesundungsraten bekannt sein, um genaue Vorhersagen machen zu können. Doch selbst ohne diese Details könne mit der neuen Theorie abgeschätzt werden, wo eine Seuche zuerst auftritt und auf welchem Weg sie sich über den Globus verbreitet, erklärt Brockmann. Umgekehrt könne bei bekannten Verbreitungswegen rückblickend auch darauf geschlossen werden, wo eine Seuche ihren Ursprung hatte.

Die Wissenschaftler haben sowohl die Sars-Seuche als auch den Ausbruch der Schweinegrippe anhand ihrer Theorie durchgespielt und dabei überraschend gute Ergebnisse erzielt. Ihre Berechnungen, auf welchen Routen sich die Schweinegrippe 2009 am schnellsten ausbreitete, decke sich mit dem tatsächlichen Verlauf der Seuche.

Künftig könnte das neue Modell daher verlässliche Aussagen zur Verbreitung von Krankheiten liefern. Und so verhindern, dass Krankheitserreger um die Welt reisen.