Mathe gegen Mücken

Makroaufnahme einer schwarz-weiß gestreiften Mücke mit langen Beinen vor unscharfem, orangefarbenem Hintergrund.

Im Rahmen der SDG-Partnerschaften fördert der DAAD noch bis 2029 internationale Hochschulpartnerschaften, die sich an den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen orientieren. Ein Beispiel ist das South American Competence Center for Scientific Computing in Health and Climate. Dort entwickeln Forschende mathematische Modelle, die unter anderem helfen sollen, die Ausbreitung von durch Stechmücken übertragenen Krankheiten einzudämmen. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in gemeinsame Lehrangebote ein und verbessern die wissenschaftliche Ausbildung des Nachwuchses. Beteiligt sind elf Hochschul- und Forschungseinrichtungen aus vier Ländern.

Stechmücken sind Profiteure des Klimawandels. Gerade in vielen Ländern Südamerikas, aber auch in vielen Ländern des Globalen Südens sorgen steigende Temperaturen und häufigere Extremwetterereignisse für neue Lebensräume und eine stärkere Ausbreitung. Damit steigt auch die Gefahr für den Menschen. Denn die Insekten sind Überträger von gefährlichen Krankheiten wie Denguefieber, Malaria oder dem durch das Zika-Virus ausgelösten Zikafieber.

Ein DAAD-gefördertes Hochschulnetzwerk arbeitet an Lösungen. Das South American Competence Center for Scientific Computing in Health and Climate mit Standorten in Deutschland, Kolumbien, Peru und Brasilien entwickelt mathematische Modelle für Klimaphänomene und die Ausbreitung von Krankheiten. „Der Klimawandel und die Herausforderungen für die lokalen Gesundheitssysteme sind untrennbar miteinander verknüpft. Genau deshalb haben wir auch unser Netzwerk gegründet“, erklärt Projektleiter Thomas Richter, Professor für Numerische Mathematik an der Fakultät für Mathematik der Universität Magdeburg. 

Forschende aus direkt betroffenen Ländern bringen ihr Wissen über die lokalen Bedingungen ein. Ihre Partnerinnen und Partner steuern ergänzende methodische Expertise bei. So können sie realistischere Modelle und wirksamere Strategien entwickeln. Am Kompetenzzentrum arbeiten mehr als 25 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus elf Hochschulen. Der DAAD unterstützt das Projekt noch bis 2027 mit rund 300.000 Euro. Es ist Teil des Programms SDG-Partnerschaften, das Hochschulkooperationen im Sinne der Sustainable Development Goals der Vereinten Nationen unterstützt, und dabei Forschung, Lehre, Qualifizierung und Wissenstransfer verbindet.

Porträt eines lächelnden Mannes vor einer dunklen Tafel mit schwach sichtbaren Kreidespuren.

Modelle für sterile Mücken

Ein Beispiel für die gemeinsame Forschung ist die Arbeit an mathematischen Modellen zur Sterilen-Insekten-Technik (SIT). Dabei werden männliche Mücken im Labor gezüchtet, durch Bestrahlung sterilisiert und in den betroffenen Gebieten freigesetzt. Paaren sich die sterilen Männchen mit den Weibchen, entstehen keine Nachkommen. Die Population schrumpft. So sinkt wiederum das Risiko für den Ausbruch von Viruserkrankungen. 

„Gemeinsam haben wir ein Modell entwickelt, das die beste räumliche Verteilung der unfruchtbaren Männchen vorhersagt. Mit diesem Wissen lassen sich die Maßnahmen deutlich besser planen“, erklärt Olga Vasilieva, Professorin für Mathematik an der Universidad del Valle, Kolumbien. SIT wird vor allem bei sogenannten Aedes-Mücken angewendet. Zu dieser Gruppe gehört auch die Asiatische Tigermücke, die inzwischen in Teilen Deutschlands heimisch ist.

Forschung mit globaler Wirkung

Vasilieva betreut zwei Doktoranden, die an ähnlichen Modellen für die Wolbachia-basierte Mückenkontrolle arbeiten. Dabei wird das natürliche Bakterium Wolbachia genutzt. Es soll die Vermehrung gefährlicher Viren in der Mücke verhindern. Bei dieser Methode bleiben die Mücken fortpflanzungsfähig, aber das Bakterium im Mückenkörper verhindert, dass sie Viren wie Dengue oder Zika übertragen können. So sollen die Fallzahlen von Denguefieber und Zika sinken. 

Von den Erkenntnissen könnten mittelfristig Regionen auf der ganzen Welt profitieren, glaubt Vasilieva. „Die Herausforderungen des Klimawandels machen bekanntlich nicht an Ländergrenzen halt, sondern entwickeln sich immer stärker zu globalen Problemen, deren wirksame Bekämpfung Wissen aus verschiedenen Disziplinen und geografischen Kontexten erfordert.“ Durch die Erderwärmung breiten sich zum Beispiel Stechmücken immer weiter aus. In Zukunft könnten die Modellierungen aus Kolumbien, Brasilien und Peru deshalb auch hierzulande hilfreich sein.  

Nachhaltige Netzwerke

Neben der gemeinsamen Forschung spielen weitere wichtige Aspekte im South American Competence Center eine wichtige Rolle: „Wir arbeiten in Magdeburg schon seit mehr als elf Jahren mit den Hochschulen in Südamerika zusammen. Dabei ist ein enges Netzwerk aus einer Vielzahl von Fachleuten entstanden“, sagt Richter. Dabei gebe es einen intensiven Wissensaustausch. Oft entstehen auch gemeinsame Aktivitäten. Ziel ist es, die jeweiligen Curricula arbeitsmarktrelevant und praxisorientiert zu verbessern. 

Die vierjährige Förderung des DAAD hat diesen Wissenstransfer noch weiter ausgebaut und vertieft. Zum Beispiel wurden Workshops, Konferenzen und Summer Schools in Brasilien, Peru und Kolumbien organisiert sowie ein Besuchsprogramm für Wissenschaftler aus allen Partnerländern geschaffen. Außerdem sind Curricula im Bereich des wissenschaftlichen Rechnens entstanden, ergänzt durch gemeinsame Online-Vorlesungen. 

Mit DAAD-Mitteln werden außerdem vier Promotionen unterstützt. Diese Nachwuchsförderung ist aus Sicht von Richter eine wichtige Grundlage dafür, dass das internationale Netzwerk bestehen und auch über die Projektlaufzeit hinaus wirksam bleibt.

Birk Grüling (25. August 2026)


 

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