BBCラジオ2ショーのために世界のSARS-CoV-4の総量を計算するように頼まれたとき 多かれ少なかれ、私は答えが何であるかわからなかったことを認めます。 私の妻はそれがオリンピックのプールのサイズになるだろうと提案しました。 「それか小さじXNUMX杯のどちらか」と彼女は言った。 「通常、この種の質問はどちらか一方です。」
では、総量の概算を計算する方法を教えてください。 幸いなことに、私はこの種の大規模な封筒裏の計算で何らかの形をとっており、私の本のためにそれらの多くを実行しました 生と死の数学。 この特定の数値の旅に着手する前に、これが最も合理的な仮定に基づく概算であることを明確にする必要がありますが、それを改善できる場所があるかもしれないことを喜んで認めます。
では、どこから始めればよいのでしょうか。 まず、世界にSARS-CoV-2粒子がいくつあるかを計算することをお勧めします。 そのためには、何人の人が感染しているかを知る必要があります。 （動物ではなく人間がウイルスの最も重要な貯蔵所であると仮定します。）
統計のウェブサイトによると 私たちの世界のデータ、XNUMX万人が毎日COVIDの検査で陽性です。 それでも、無症候性であるか、検査を受けないことを選択したため、または自国で広範な検査が容易に利用できないため、多くの人がこのカウントに含まれないことを私たちは知っています。
使い方 統計的および疫学的モデリング、保健指標評価研究所は、毎日感染した実際の人の数は 3万のように.
現在感染している各人が持ち歩くウイルスの量（ウイルス量）は、感染してからどれくらい前かによって異なります。 平均して、ウイルス量は上昇し、ピークに達すると考えられています 感染からXNUMX日後、その後着実に減少します。
現在感染しているすべての人々のうち、昨日感染した人々は、総数に少し貢献します。 数日前に感染した人はもう少し貢献するでしょう。 XNUMX日前にもう少し感染した人たち。 平均して、XNUMX日前に感染した人のウイルス量が最も高くなります。 この貢献は、XNUMX、XNUMX、またはXNUMX日前に感染した人々などでは減少します。
最後に知っておく必要があるのは、感染中の任意の時点で人々が潜んでいるウイルス粒子の数です。 ウイルス量が時間の経過とともにどのように変化するかを大まかに知っているので、ピークウイルス量を推定するだけで十分です。 アン 未発表の研究 あたりのウイルス粒子数に関するデータを取得しました 感染したサルのさまざまな組織のグラム 組織のサイズを拡大して 人間の代表。 ピークウイルス量の概算は、1億から100億のウイルス粒子の範囲です。
最終的に総量を過大評価できるように、推定値の上限を計算してみましょう。過去の各日に感染した 3 万人それぞれのウイルス量への寄与をすべて合計すると (この 3 万人の割合がほぼ一定であると仮定して)、およそ 2 京 (10xXNUMX¹? または世界中に一度に XNUMX 億) のウイルス粒子が存在します。
{vembed Y=w2y5WsYyAA4} 世界に存在するコロナウイルスの量を計算する方法の視覚的なデモンストレーション。 クレジット：Vicki Martin
これは本当に大きな数のように聞こえます、そしてそれはそうです。 とほぼ同じです 地球上の砂粒の数。 しかし、総体積を計算するとき、SARS-CoV-2粒子は非常に小さいことを覚えておく必要があります。 直径の推定値は80から120ナノメートルの範囲です。 2ナノメートルは1,000億分の100メートルです。 概観すると、SARS-CoV-XNUMXの半径は人間の髪の毛の約XNUMX分のXNUMXです。 以降の計算では、直径XNUMXナノメートルの平均値を使用してみましょう。
シングルのボリュームを計算するには 球状 ウイルス粒子私たちは、間違いなく、みんなの舌の先にある球の体積の式を使用する必要があります。
V = 4 ? r3/XNUMX
SARS-CoV-50の半径2ナノメートル（推定範囲の中心）を次の値と仮定します。 r、単一のウイルス粒子の体積は523,000ナノメートル³になります。
これを掛ける 非常に少ない によるボリューム 非常に大きい 以前に計算した粒子の数を意味のある単位に変換すると、総量は約120ミリリットル（ml）になります。 これらすべてのウイルス粒子をXNUMXつの場所にまとめたい場合は、球体が完全に詰め込まれていないことを覚えておく必要があります。
このピラミッドの約XNUMX分のXNUMXは空きスペースです。 cattosus / Shutterstock
球充填を閉じる
食料品店で目にするかもしれないオレンジのピラミッドについて考えると、それが占めるスペースのかなりの部分が空であることを思い出すでしょう。 実際、空きスペースを最小限に抑えるためにできる最善の方法は、「クローズスフィアパッキング」と呼ばれる構成であり、空きスペースが総体積の約26％を占めます。 これは合計を増やします 集めたボリューム SARS-CoV-2粒子の約160mlまで–約XNUMXつのショットグラスの中に収まるほど簡単に小さい。 直径の見積もりの上限を取り、 スパイクタンパク質のサイズ すべてのSARS-CoV-2はまだコーラ缶を満たしませんでした。
SARS-CoV-2の総量は、妻の小さじXNUMX杯とプールの概算の間にあったことがわかりました。 昨年に起こったすべてのトラブル、混乱、苦難、そして人命の損失が、間違いなく史上最悪の飲み物となるであろうもののほんの一口を構成する可能性があると考えるのは驚くべきことです。
著者について
Christian Yates、数学生物学のシニア講師、 バース大学
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