Mit Drohnen die Ausbreitung von Viren und Bakterien vorhersagen

Auf Zeckensuche in der Oberpfalz: Forschende aus Würzburg und München werden sich dort im Juni zur Feldarbeit treffen. Das Team setzt auch High-Tech-Drohnen ein – aber nicht etwa, um einzelne Zecken aufzuspüren. Vielmehr hat es das Lebensumfeld der kleinen Blutsauger im Blick: Wälder und vor allem Waldränder.

Mit Vermessungsdrohnen wird ein Fernerkundungsteam der Universität Würzburg Thermal-, Multispektral- und LiDAR-Daten aufnehmen. Letztere basieren auf einer Lasertechnologie, mit der sich bis auf den Zentimeter genau die vertikale und horizontale Struktur des Waldes sezieren lässt: Ist der Waldrand offen? Oder ist er mehr oder weniger stark mit Gebüsch bewachsen? Liegt am Waldboden nur dürres Laub? Ist er sehr moosig? Gedeihen dort Gräser und andere Pflanzen?

Mit diesen Informationen soll geklärt werden, unter welchen Lebensbedingungen sich FSME-Viren und Borrelia-Bakterien wohlfühlen. Diese gefährlichen Krankheitserreger kommen in Zecken vor und sind durch deren Stiche auf Menschen übertragbar. Die Viren verursachen Gehirnhautentzündungen, die Bakterien Nervenschmerzen, Gelenkentzündungen und andere Beschwerden.

Feldarbeit an einem FSME-Hotspot

Möglichst zeitgleich zu den Drohnenflügen sammeln Forschende aus München auf den Untersuchungsflächen Zecken ein. Im Labor untersuchen sie dann unter anderem, ob die Tiere die Krankheitserreger in sich tragen.

Warum die Studie ausgerechnet in der Oberpfalz läuft? Weil die dortigen Landkreise Amberg-Sulzbach und Schwandorf zu den Gebieten mit der höchsten FSME-Häufigkeit in Deutschland gehören. Für die Feldarbeit vor Ort hat das Forschungsteam rund 20 Hochrisiko-Standorte an Waldrändern ausgewählt: An allen wurde das FSME-Virus bereits nachgewiesen.

„Unsere hochgenauen Messmethoden der Erdbeobachtung ermöglichen es, zunächst kleinräumig und detailliert zu erfassen, wo Gefahren für die Gesundheit lauern und daraus großflächige Aussagen abzuleiten. Gerade die Fernerkundung mit Drohnen liefert sehr präzise lokale Daten, die sich dann auf größere Gebiete übertragen lassen“, erklärt Projektleiterin Dr. Ariane Droin vom Earth Observation Research Cluster (EORC) der Universität Würzburg.

Ziel: Zecken-Risiko präzise vorhersagen

Hinter den Feldarbeiten steht ein größeres Forschungsprojekt mit vielen Beteiligten. Sein Fernziel ist es zu verstehen, welche Umweltfaktoren und Mikrohabitat-Eigenschaften das Vorkommen von FSME-Viren und Borrelia-Bakterien in Zecken fördern.

Aus den Analysen sollen möglichst präzise Vorhersagen erstellt werden, zu welchen Zeiten und an welchen Orten das Risiko in den Oberpfälzer Landkreisen besonders hoch ist, sich eine Zecke und damit womöglich eine bedrohliche Infektionserkrankung einzufangen. Eine entsprechend kleinräumige Landkarte soll voraussichtlich Mitte 2029 vorliegen.

In das Vorhersagemodell fließen viele Daten ein: Klima und Wetter, gemeldete Infektionsfälle, Zeckenvorkommen sowie die mit den Würzburger Drohnen gewonnenen Daten und Wahrscheinlichkeitsvorhersagen. Dazu kommen virologische, bakteriologische und insektenkundliche Daten, um Umweltbedingungen und die Ausbreitung von FSME und Borreliose abzubilden. Die Vorhersage von Infektionsrisiken soll schließlich mit Hilfe von Machine Learning und KI-gestützten Analysen erfolgen.

Professor Hannes Taubenböck vom Würzburger EORC: „Mit den Methoden der Erdbeobachtung wollen wir helfen, gesellschaftliche Probleme zu lösen. Dieses Projekt ist sehr konkret und ein Aushängeschild dafür, dass wir komplexe Phänomene wie die Ausbreitung und Existenz von FSME-Viren oder Borrelien nur durch interdisziplinäre Forschung verstehen können, in diesem Fall durch die Zusammenarbeit von Fernerkundung, Virologie, Immunologie, Epidemiologie, Tropenmedizin und Mathematik.“

Wer am Projekt beteiligt ist

Das Projekt läuft seit Anfang 2026 und heißt MONID HABITRACK (Habitat Prediction and Surveillance of Tick-borne Diseases using Modelling and Imaging Technology). Die Koordination liegt bei der Data Science Unit unter der Leitung von Professorin Noemi Castelletti am Institut für Infektions- und Tropenmedizin des LMU Klinikums München. Die Webseite des Projekts: https://monid.net/habitrack/

Von der Universität Würzburg beteiligt ist der Earth Observation Research Cluster (EORC) mit dem JMU-Lehrstuhl für Globale Urbanisierung und Fernerkundung (Professor Hannes Taubenböck und Projektleiterin Dr. Ariane Droin).

Ergänzt wird das Team von Expertinnen und Experten aus den Bereichen mathematische Modellierung, Epidemiologie, Virologie und Insektenkunde. Sie kommen vom Deutschen Konsiliarlabor für FSME (DKF) München, dem Fraunhofer-Institut für Translationale Medizin und Pharmakologie ITMP, Immunologie, Infektions- und Pandemieforschung IIP, Penzberg/München sowie vom Bayerischen Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL) mit dem Nationalen Referenzzentrum für Borrelien.

1,8 Millionen Euro aus Berlin

Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) fördert das Projekt unter dem Förderkennzeichen 031L0326A mit rund 1,8 Millionen Euro. Das Vorhaben ist Teil des vom BMFTR geförderten Forschungsnetzwerks MONID (Modellierungsnetz für schwere Infektionskrankheiten).

Ansprechpersonen in Würzburg

Lehrstuhl für Globale Urbanisierung und Fernerkundung, Earth Observation Research Cluster (EORC), Prof. Dr. Hannes Taubenböck, hannes.taubenboeck@uni-wuerzburg.de, Dr. Ariane Droin, ariane.droin@uni-wuerzburg.de