Kann mein Chemielehrer Crystal Meth herstellen?

Was tun bei einer Zombie-Epidemie?

Es mag seltsam klingen, doch die Zombies haben längst auch die Herzen von Ärzten, Physikern, Chemikern und Biologen erobert, die sich ihrerseits entschlossen haben, die Welt der lebenden Toten von einem wissenschaftlichen Standpunkt aus weiter zu erforschen. Aus welchem Grund? Schlicht und ergreifend weil man mithilfe dieser Kreaturen viele Aspekte unseres realen Lebens unter die Lupe nehmen und gleichzeitig ein großes Publikum dafür begeistern kann. Ein Beispiel hierfür ist die Epidemiologie.

Die Epidemiologie ist das Gebiet der Medizin, das sich mit der Erforschung der Verbreitung und Häufigkeit von Krankheiten in der Bevölkerung befasst: von Tumoren über Fettleibigkeit, Ebola und Infarkten bis hin zu Diabetes. Sie überwacht zum Beispiel die verschiedenen Grippeviren, also nicht nur die jahreszeitlich bedingten Grippewellen, sondern auch die besonderen Stämme wie Schweine- oder Vogelgrippe, die die Ärzte und die Allgemeinheit besonders beunruhigen. Diese »Sonderüberwachung« ist nämlich genau jener Angst geschuldet, dass es zu einer erneuten Pandemie kommen könnte, also der weltweiten Ausbreitung einer Infektionskrankheit in einem äußerst kurzen Zeitraum und mit extrem vielen Krankheitsfällen. Als Beispiel genügt ein Hinweis auf das Humane Immundefizienz-Virus (HIV), das inzwischen überall auf der Welt auftritt und im Jahr 2014 über 1,2 Millionen Menschen getötet hat.

Stellen wir uns nun einmal einen neuen, ebenso gefährlichen wie unbekannten Erreger vor, der eine noch höhere Sterberate besitzt, womöglich allein durch einen Händedruck übertragen werden kann und nun auf einmal in einer weit entfernten Region unseres Planeten in Erscheinung tritt. Was, wenn ein solches Virus oder Bakterium in der Lage wäre, die Menschen in kürzester Zeit in lebende Tote zu verwandeln?

In The Walking Dead erfahren wir nicht, was genau geschehen und wie die Zombie-Epidemie entstanden ist. Allerdings äußert Dr. Edwin Jenner in der letzten Folge der ersten Staffel einige Theorien, kurz bevor er seinen Laborkomplex und damit das Herz der US-amerikanischen Epidemiologie in die Luft jagt - das Center for Disease Control and Prevention (CDC, Zentrum für die Prävention und Kontrolle von Krankheiten) in Atlanta. Jenner erwähnt einen Erreger, der das Gehirn befällt, ganz ähnlich der Entzündung, die die schützenden Membranen unseres Nervensystems angreifen kann, besser bekannt als Hirnhautentzündung oder Meningitis. Doch nicht einmal er, der kompetenteste Wissenschaftler der ganzen Serie, kann sagen, ob diese Entzündung von einem Bakterium, einem Parasiten oder einem Virus ausgelöst wird (wenngleich das rundliche Gebilde, das genetisches Material enthalten soll und auf den Bildschirmen des CDC zu sehen ist, nahelegt, dass es sich um ein Virus handeln müsste). Und auch Kirkman, der Autor der Serie, scheint nicht genau zu wissen, worum es sich handelt, aber er hat augenscheinlich auch keinerlei Interesse daran, Details zu offenbaren: Er will einfach eine Geschichte erzählen, und seiner Meinung nach ist der Urheber der Epidemie weitaus weniger interessant als ihre Folgen. Wir wissen bislang nur, dass dieser Erreger bereits alle Menschen infiziert hat und nur darauf wartet, mit dem Tod des Opfers (der womöglich durch den Biss eines Zombies verursacht wird) die Kontrolle übernehmen zu können. Wahrscheinlich handelt es sich um einen Infektionserreger, der über die Luft oder, wie manch einer im Internet vermutet, über das Trinkwasser oder die Nahrung übertragen wird.

Die Wissenschaftler der realen Welt haben sich ebenfalls hauptsächlich auf die Entwicklung und die Folgen einer solchen Zombie-Epidemie konzentriert. Wir schreiben das Jahr 2009. In der Zeitschrift Infectious Disease Modelling Research Progress erscheint ein Artikel, der in die Geschichte der Zombie-Wissenschaft eingehen wird. Eine Gruppe kanadischer Mathematiker (Philip Munz und Ioan Hudea von der Carlton University sowie Joe Imad und Robert J. Smith von der University of Ottawa) hat darin erstmalig eine realistische Darstellung vorgestellt, ein sogenanntes mathematisches Modell, das anhand von Zahlen die Entwicklung einer Zombie-Epidemie veranschaulicht.

Im Grunde haben die Wissenschaftler kurzerhand die Konzepte der Epidemiologie auf Zombies angewandt. Zunächst haben sie die allgemeinen Rahmenbedingungen ihrer Fragestellung definiert: Ein gesunder Mensch, der von einem Zombie gebissen wird, kann selbst zu einem Untoten werden, der seinerseits die Krankheit überträgt. Außerdem kann eine gesunde Person, die an natürlichen (oder unnatürlichen) Ursachen stirbt, als Zombie wiederauferstehen. Dasselbe kann, zumindest in ihrem Modell, auch ein bereits gekillter Zombie. Wir haben nun also drei große Kategorien vor uns: die Anfälligen (S, von Susceptibles, gesunde Menschen), die Zombies (Z, die lebenden Toten) sowie die Entfernten (R, von Removed, Verstorbene, die als Zombies wiederauferstehen können). Jetzt müssen wir nur noch eine Reihe von mathematischen Gesetzmäßigkeiten aufstellen, die den Übergang von einer Kategorie zur nächsten regeln. Dabei hängt die Wahrscheinlichkeit, mit der sich beispielsweise ein Individuum der Gruppe S in ein Z verwandelt, davon ab, wie viele Zombies und Gesunde sich derzeit in der Population befinden.

Sobald die Kategorien und die Regeln, denen sie unterworfen sind, feststehen, ist unser sogenanntes SZR-Modell fertig. Es handelt sich dabei um ein theoretisches Konstrukt, das an einen Klassiker der Epidemiologie angelehnt ist, das sogenannte SIR-Modell, bei dem allerdings anstelle der Zombies die Infizierten (I, für Infected) stehen. Diese Abbildungsform ist sehr vielseitig, auch weil sie ganz leicht erweitert werden kann, um das Modell noch detaillierter und komplexer zu gestalten. Tatsächlich haben unsere kanadischen Wissenschaftler sich auch entschlossen, noch eine eigene Kategorie einzuführen: I - Personen, die der Infektion ausgesetzt worden sind, sich aber noch nicht in Zombies verwandelt haben und eine Latenzzeit von 24 Stunden aufweisen.

Basierend auf diesem neuen SIZR-Modell haben die Mathematiker einen Computer mit den entsprechenden Gleichungen gefüttert, um eine Zombie-Epidemie zu simulieren. Die Ergebnisse dürften allerdings nicht gerade beruhigend für die Menschheit sein. Unter der Prämisse, dass niemand etwas unternimmt, sprechen die Zahlen eine sehr deutliche Sprache: Kommt es zu einer Pandemie, erobern die Zombies den Planeten im Handumdrehen.

Also haben die Wissenschaftler sich überlegt, auch alternative Szenarien zu untersuchen, wie etwa den möglichen Verlauf unter Einsatz von Quarantäne. Könnten wir uns retten, indem wir Zombies und Infizierte so schnell wie möglich isolieren? Wieder ist die Antwort eher deprimierend: Wenn wir zu Beginn einen hohen Prozentsatz der infizierten Personen unter Quarantäne stellen, können wir der Epidemie etwas besser standhalten - aber den unvermeidlichen Untergang zögern wir damit nur hinaus. Ganz abgesehen davon, dass diese Option im Chaos eines unvermittelten Ausbruchs wenig wahrscheinlich ist. Laut Modell gibt es nur eine Möglichkeit, wie die Menschheit überleben könnte: Wir müssten die Zombies immer wieder angreifen und eine immer größere Anzahl von ihnen vernichten, sobald die Ressourcen dafür vorhanden sind. So könnten wir, verspricht die Simulation, in nur wenigen Wochen 100 Prozent der Untoten ausschalten. Die Studie diskutiert als weitere Alternative auch ein Zombie-Heilmittel, jedoch verspricht selbst das nur einen Teilerfolg: Wäre es möglich, die Zombies zu behandeln und wieder in einen lebenden menschlichen Zustand zu versetzen, ohne dabei jedoch eine Immunität zu erreichen (geheilte Individuen würden bei erneutem Kontakt mit der Infektion, wie alle anderen auch, wieder zu Zombies werden), könnten wir zwar unserer Auslöschung entgehen, aber doch nur in kleinen Gruppen überleben.

Ausgehend von den Arbeiten der Kanadier haben sich viele Wissenschaftler darangemacht, zunehmend komplexe Modelle für Zombie-Katastrophen zu entwerfen. Die einen haben versucht, die apokalyptischen Zustände aus Romeros Nacht der lebenden Toten oder Edgar Wrights Parodie Shaun of the Dead abzubilden, während andere sich auf realistischere Szenarien konzentriert haben. So hat sich beispielsweise eine Forschergruppe der Cornell University dafür entschieden, eine Zombie-Epidemie in den gesamten Vereinigten Staaten zu simulieren, und hierfür den virtuellen Untoten eine ganz grundlegende Eigenschaft verliehen: Bewegung. Alexander Alemi und seine Kollegen haben für ihre kürzlich veröffentliche Studie ein SIZR-Modell verwendet, das dem von Munz & Co. recht ähnlich ist, und ihre Zombies auf eine Karte der Vereinigten Staaten losgelassen, in die mehr als 11 Millionen einzelne Häuserblocks eingetragen wurden, basierend auf den Daten einer Volkszählung von 2010. Das ergab eine Verteilung von knapp 307 Millionen Menschen auf ein Gitternetz mit 1500 Spalten und 900 Zeilen. Der zusätzliche räumliche Faktor hat der Simulation zu größerer Präzision verholfen, weil so Zombies und Anfällige nur miteinander agieren konnten, wenn sie sich in demselben Feld auf dem Gitternetz befanden. Die Wissenschaftler haben die Geschwindigkeit der Untoten auf Grundlage der beliebtesten Zombiefilme...