Mathematische Modellierung Von Wildvögeln, Hausgeflügel Und Vogelgrippe

Die Ausdauer und die Wiederholung von H5N1-Vogelgrippe in endemischen Regionen sind weitgehend die Schuld auf Bewegung und eine Infektion durch Zugvögel. Handel mit Geflügel, Geflügelprodukten und Vögeln, und die Bewegung der wilden Vögel auch für H5N1-Prävalenz in diesen Bereichen. Mehrere Ausbrüche der Vogelgrippe vorgeschlagen haben starke Beweise für Zugvögel spielen eine Rolle bei der übertragung des virus über lange Strecken.

In einem Papier veröffentlichte in der letzten Woche in dem SIAM Journal on Applied Mathematics, Autoren Lydia Bourouiba, Stephen A. Gourley, Rongsong Liu, und Jianhong Wu analysieren die Interaktion zwischen den nicht-wandernden Geflügel und Zugvögeln, um zu untersuchen, die Rolle der letzteren in der Verbreitung von H5N1.

Obwohl die Vogelgrippe nur selten Menschen infiziert, gelegentliche Fälle von menschlichen Infektionen wurden beobachtet seit den späten neunziger Jahren. Darüber hinaus ist es ein riesiges problem in der Geflügel-Industrie seit dem infizierten Herden kann die Ursache für eine Belastung für die Ressourcen und gefährden die Nahrungsmittelversorgung. Es kann auch zu einer erheblichen Reduktion in der wilden Vogel-Populationen, die von großer ökologischer Anliegen.

„Wie das zusammenspiel eines wandernden Vogelarten mit Hausgeflügel zur Verbreitung und Persistenz des hoch pathogenen H5N1-virus ist eine Frage von tiefgreifender Bedeutung für die Bekämpfung der aviären influenza verbreiten, und zu den Anstrengungen zur Milderung der Auswirkungen der Krankheit auf das heimische Geflügel-Industrie,“ sagt entsprechenden Autor Stephen Gourley, Forscher in der Abteilung von Mathematik an der Universität von Surrey. „Die Beantwortung dieser Frage erfordert einen wirklich interdisziplinären Ansatz unter Einbeziehung der Kooperationen aus verschiedenen Bereichen. Mathematische Modellierung spielt eine bedeutende Rolle bei der Lösung um ein so Komplexes problem, in dem Experimente sind schwierig und überwachung von Daten ist begrenzt.“

Um zu bestimmen, wie Zugvögel beitragen könnte, um Krankheiten bei Geflügel, die Autoren analysieren zunächst die Empfindlichkeit von Zugvögeln auf eine Infektion durch ein Modell zu verfolgen Ihren Weg entlang der Zugrouten, der Ausgangspunkt. „Patches“ sind 4 Standorte: Zucht-und wintereinständen, und layovers auf ausgehende und Rückkehr-Routen, wo die Vögel halten, um sich auszuruhen und zu füttern. Die migration flyway ausgedrückt wird mathematisch durch eine eindimensionale geschlossene Kurve ab und endet an der Zucht patch. Reaktion-advektion Gleichungen beschreiben den Vogelzug entlang dieser Flugroute.

Die Menge der Vögel, die anfällig für Infektionen ist berechnet durch die Bestimmung der Dichte der empfänglichen Vögel entlang der route Fliegen. Die Fahrzeit für die empfindliche Vögel ist der Abstand zwischen den einzelnen patch geteilt durch deren Mittelwert Flug Geschwindigkeit. In-flight-Todesfälle werden ebenso berücksichtigt in der Gleichung. Unter der Annahme, dass Zugvögel können nur kontrahieren, das virus, während in patches (und nicht während des Transports), die Wahrscheinlichkeit der Infektion von einem Vogel, der bestimmt wird basierend auf Ihre Kontakt-rate mit infizierten Zugvögeln und infiziertem Geflügel, und verbrachte Zeit in einem patch. Der Zeitpunkt des Aufenthalts ist abhängig von mehreren Faktoren, wie die rate, mit der die Vögel geben Sie den patch, Länge und Dauer Ihrer Reise, die Energie verbraucht, die auf Ihre ankommenden Flug, und die Nahrung, die erforderlich ist, um fortzufahren.

Das Modell Faktoren in der Beobachtung, dass Vögel begegnen sehr unterschiedlichen Bedingungen in verschiedenen Stadien auf Ihrer Wanderroute. In der Realität, Zugvögel haben mehr als einen einzigen Zwischenstopp in Ihrer Herbst-und Frühjahr-Routen

Mathematische Modellierung Von Wildvögeln, Hausgeflügel Und Vogelgrippe

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