A 2019 decemberében, Wuhanban (Kína), felbukkanó koronavírus által okozott COVID-19 megbetegedés pár héten belül globális méreteket öltött, s 2020 januárjától már nincs egyetlen egy tudományág sem, mely ne próbálná az újonnan kialakult vírus-világot megérteni. Egyes matematikai és statisztikai tudományágak a vírus jövőbeli terjedését modellezik, míg a biokémiai és molekuláris biológiai kutatások a vírus ellenszerének feltárásáért küzdenek. Azonban mit tud a vírus elleni küzdelemhez hozzátenni a sokaknak szürke zónában elhelyezkedő geográfia (földrajztudomány) és geológia (földtan)?
A két tudományág összehangolt együttműködése főszereplője volt az első életformák megjelenésének és az első sorból irányították azokat a földtani folyamatokat, melyek lehetővé tették, hogy a vízi élet a szárazföldön is megjelenhessen. Együttes erővel a földtani folyamatok olyan ökoszisztémákat alakítottak ki, melyek az akkori élőlényekben kényszert kezdeményeztek a teljes szárazföldi élethez való alkalmazkodásra. A vízből a szárazföldre történő átmenet mindmáig az evolúció egyik legmeghökkentőbb mutatványa. Egy 30 millió éves fejlődési időszakot ölel magába, mely egy folyamatos átmenetet képez a halszerű élőlények és kétéltűek között, majd a kétéltűek alkalmazkodását a teljes szárazföldi életre (1. ábra). Ez olyan nagyságú morfológiai és anatómiai fejlődést igényelt, mintha manapság egy kutyát tanítanánk meg repülni, mivel egy vízben élő és kopoltyúval lélegző halnak kellett átalakulnia egy négylábú, tüdővel lélegző szárazföldi élőlénnyé. Az előfeltétele ennek a folyamatnak elsősorban a szárazföldek kialakulása volt, melyek geológiai lemezek gyűrődése s a vízszint csökkenése folyamán jöttek létre. A kialakult szárazföldek és az óceánok között pedig változékony mocsaras, ártéri és szigetekkel gazdagított területek jelentek meg. Ahhoz, hogy az élet fennmaradhasson, szükséges volt, hogy az adott élőlények képesek legyenek az egyes szárazföldi területek között elterülő vízi világban mozogni, de táplálékszerzés céljából el tudjanak tölteni egy kis időt a szárazföldön is. A földtani folyamatok hasonló hatással tudják befolyásolni a koronavírus terjedését. Mint minden életforma, egy vírus is rendelkezik valamilyen ökológiai optimummal. Az ökológiai optimum egy olyan fogalom, mellyel egy adott életforma ellenállási tulajdonságait jellemezhetjük az adott életterében uralkodó tényezőkkel szemben. Mi emberek is rendelkezünk egy ökológiai optimummal, amely jellemzi a számunkra legideálisabb életteret. Például a mérsékelt éghajlati övezetben az ökológiai optimumon belül élünk, hiszen életképesek vagyunk, de a tárgyilagos optimum teljesen más értékeket mutatna, ha a Mount Everest csúcsán próbálnánk túlélni. Abban, hogy a jelenlegi koronavírus és az általa okozott pandémia milyen hosszú ideig húzódhat, fontos szerepet tölt be a koronavírus ökológiai optimuma.
Az 1. ábrán a négylábú élőlények evolúciója látható, melyek folyamatos morfológiai változékonyságok felhalmozódásával alakultak ki hal elődjeikből. Az Eusthenopteron nemzetségbe tartozó fajok izmosúszójú halak, melyekből a Panderichthys és Tiktaalik nemzetségek fejlődtek ki. A Panderichthys és Tiktaalik nemzetségbe tartozó élőlények átmeneti morfológiával rendelkeztek a halak és a kétéltűek között. Ezek az élőlények egy bizonyos időt már el tudtak tölteni a szárazföldön, azonban mozgásuk még inkább kúszáshoz hasonlított, mint négylábú összehangolt mozgáshoz. Majd megjelentek az első kezdetleges, négy lábon már ügyesebben mozgó nemzetségek, az Acanthostega és az Ichthyostega. A négylábúak fejlődése a késői és felső devon földtörténeti időszakában történt, 385 és 365 millió évvel ezelőtt (Forrás: Ahlberg and Jennifer, 2006).
Egy jelenlegi kutatás szerint a COVID-19 betegség már 181 országban megtalálható és több mint 1,5 millióra emelkedett a betegek száma. Azonban egyes országok eltérő mintával rendelkeznek a vírus terjedésében. Egyes területeken a vírus gyorsabban terjed, míg vannak országok, ahol a betegek száma elenyésző. Az említett kutatás április 4. előtti adatokat dolgozott fel, melyek szerint az Amerikai Egyesült Államokban közel 300 000, Spanyolországban és Olaszországban valamivel kevesebb mint 150 000, Németországban közel 100 000 volt a fertőzöttek száma. Azonban Afrika területén a vírus terjedését nagyban befolyásolják a geográfiai tényezők: Észak-Afrikában 1 500, míg Dél-Afrikában (Algériát, Egyiptomot, Marokkót és Tunéziát egybevetve) 3 000 a fertőzöttek száma. Új-Guinea, Botswana és Gambia esetében összesen 10 fertőzött ismert. A múltbéli eseményekből okulva tudjuk, hogy az állatról emberre történő koronavírusos megbetegedések geográfiai szempontból korlátozottak. Például a 2002-ben és 2003-ban terjedő koronavírusos betegség (SARS-1) 87 százaléka Kínában és Hong Kongban fertőzött. Mindössze egy afrikai SARS-1 beteg volt, aki Hong Kongból tért haza. Egy másik koronavírus általi megbetegedés a MERS, amelyet elsőként Szaúd-Arábiában 2012 folyamán dokumentáltak. A MERS fertőzést a MERS-CoV vírus okozta, mely tevékről terjedt át az emberekre. A MERS elhalálozási aránya jóval magasabb, mint a jelenlegi koronavírusé. Érdekesség, hogy a MERS-CoV koronavírust afrikai tevékben is feltárták, azonban Afrikában nem történt meg az állatról emberre történő fertőzés. Ezek a példák hitelesen ábrázolják az emberi szervezetre veszélyes koronavírusok (SARS-1, MERS és SARS-2) eltérő fertőzési tulajdonságait és viselkedését a különböző geográfiai területek között és azokon belül.
Összegezzük tehát, melyek a legfontosabb ökológiai tényezők, amelyek befolyásolják a koronavírusok terjedését. A Foshanból, szintén Kínából terjedő SARS-1 fertőzés 2002 októberében kezdődött. Mindössze 17 évvel később Wuhanból, egy hasonló forgatókönyv alapján jelent meg a COVID-19 is. Kínában ez a két hónap a leghidegebb és a hideg éghajlat a koronavírusok számára a legjobb fertőzési előfeltétel, tehát a vírusok az ökológiai optimumon belül fejlődhetnek. A mérések alapján ez a két év (2002 és 2019) kifejezetten száraz volt. Fohsan területén a decemberi csapadék átlagos mennyisége 0 milliméter volt és Wuhan az elmúlt 40 év legnagyobb szárazságát élte meg, mindössze 5,5 milliméternyi decemberi csapadékmennyiséggel. Az éves átlagos csapadékmennyiség normális esetben mindkét térségben 1 100 milliméter körül mozog. A hideg és száraz levegő a koronavírusok szempontjából a legideálisabb környezet. A hideg és száraz levegőnek köszönhetően a koronavírusok sokkal hosszabb ideig életképesek a bennünket körülölelő atmoszférában. A hideg éghajlat ráadásul csökkenti az immunrendszerünk hatékonyságát, hiszen csökken a vérellátásunk és ezáltal csökken az immunsejtek ellátása az orrnyálkahártyában. A koronavírus fertőzésének sikerét tovább tetőzi az a tény, mely szerint az emberi sejtek fehérjealapú jelzéseket bocsájtanak ki egy vírusos fertőződés esetében a szomszédos sejtek figyelmeztetésére. Ez a „jelzőrendszer” azonban száraz idő esetében csak korlátozottan működik. A MERS fertőzés idején is nagyon hasonló időjárási viszonyok uralkodtak, amikor a júniusi csapadék átlagos mennyisége alig haladta meg 65 millimétert. Ebből adódik, hogy a koronavírusos fertőzések minden esetben alacsony páratartalommal rendelkező térségekben kezdődtek.
Ábra 2
A koronavírusos fertőzéseket tehát földrajzi szempontból is képesek vagyunk csoportosítani. Azonban milyen hatást gyakorolnak a koronavírusok a földtani kutatásokra? A földtan egyik tudományos ágazata a földrengéstan. A földrengéstan praktikai alkalmazása az úgynevezett szeizmika. A szeizmikát az altalaj és a felszín alatt található kőzettestek tulajdonságainak, szerkezetének és elhelyezkedésének feltárására használják. Mindezt teszik a talaj felszínéről a talaj mélyébe rugalmas hullámok indításával, melyek visszaverődnek a talajfelszínre s a visszajutó hullámok alapján a kutatók képesek a kőzetrétegek tulajdonságait meghatározni. Ez egy jól ismert és bevált metódus, melyet legfőképp szén-hidrogén feltárására alkalmaznak. A mérések annyira kifinomultak, hogy az emberek nyüzsgő mindennapjai által keltett apró rengéseket is kimutatják. A szeizmikai mérések manapság egy globális rendszert alkotva a hét minden napját megállás nélkül megfigyelés alatt tartják. A társadalmi távolságtartás és az egyes országokban bevezetett kijárási korlátozások érvénybe lépése óta világunk elcsendesedett. Ezt a csendet a geológiai kutatóintézményekben feldolgozott szeizmikai adatok is alátámasztják. Ehhez hasonló elcsendesedéssel még egyetlen egy fölrengéskutató intézmény sem találkozott. Az új fenoménre Thomas Lecocq geológus Brüsszelben lett figyelmes, aki családjának és barátainak mutatta meg a jelenleg érvényben lévő korlátozások hatásait méréseire (2. ábra). Egy későbbi interjúban Thomas Lecocq viccesen megjegyezte „látunk benneteket emberek”, mellyel méréseire és az emberek mindennapi mozgásának visszaesésére utalt. A belgiumi eredményekre válaszként további városok földtani intézményei is reagáltak. A mindennapok elcsendesedtek Spanyolország, Olaszország, Nagy-Britannia, Nepál, Kína, Új-Zéland és az Amerikai Egyesült Államok egyes városaiban is (2. ábra). A földtörténelmi mérések történetében ez az első eset, hogy Földünk globálisan ennyire elhalkult. A mérések alapján kijelenthető, hogy Brüsszel szeizmikai aktivitása 30-50 százalékkel csökkent, míg Nepálé 80 százalékkal. Ez az elcsendesedett szeizmikai aktivitás elősegíti a mérések pontosságát, hiszen kevesebb a háttérzaj, s így Földünk mozgását is közelebbről megismerhetjük. Egy csendes szobában is több zajra vagyunk figyelmesek. Minden mérés kifejezetten fontos, hiszen tanulságos lehet egy következő világjárvány idején egy mozgásstratégia kialakítására.
A 2. ábrán a szeizmikai aktivitás változása látható az egyes városokon belül a társadalmi távolságtartás érvénybe lépése óta. A fehérrel jelölt időintervallum a társadalmi távolságtartás előtti időszakra utal, a piros háttérrel jelölt periódus a társadalmi távolságtartás alatt mért rengések aktivitását jelzi, míg a szürke rövid időtartamok a hétvégén mért rengések nagyságát mutatják. Az adatok jól mutatják az elhalkult világunkat, mivel a mindennapi nyüzsgések által okozott rengések egyes városokban a felére csökkentek (Forrás: National Geographic).
Az ismertetett tanulmányokból okulva a koronavírus terjedésében a geológiai és geográfiai tudományágak hasonló fontosságúak, mint a biológiai kutatások. A vírusok terjedését minden esetben befolyásolja a természet földrajzi változékonysága. A vírus a természetben alakult ki, s a gyógyír is a természetben rejlik. Amíg egy előállított ellenszer nem érkezik meg, addig mindnyájan bízzunk az esős és meleg időjárásban, mely a koronavírusok ökológiai optimumát átlépve győzedelmeskedni fog a vírus terjedésével szemben.
Felhasznált irodalom:
Ahlberg, P.E. and Jennifer, A.C. 2006: A firm step from water to land. Nature, 440: 748-749.
Sun, Z., Thilakavathy, K.T., Kumar, S.S., He, G. and Liu, S.V. 2020: Potential Factors Influencing Repeated SARS Outbreaks in Chine. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17: 1633.
These charts show how coronavirus has ‘quieted’ the world (National Geographic) April 8. 2020, https://www.nationalgeographic.com/science/2020/04/coronavirus-is-quieting-the-world-seismic-data-shows/
