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30.01.2010

15:00 Uhr

Selbstorganisierte Netzwerke

Schleimpilze sind schlauer als Ingenieure

VonJulia von Sengbusch
Quelle:Spektrum.de

Ein Schleimpilz schafft in wenigen Stunden, wofür Ingenieure Monate brauchen: Er ermittelt die effizientesten Verbindungen zwischen Städten im Großraum Tokio. Ein einfacher Algorithmus soll nun helfen diese Fähigkeit auch für uns Menschen nutzbar zu machen.

Der Schleimpilz Physarum polycephalum gehört zu den Amöbozoen. Foto: Jonatha Gott

Der Schleimpilz Physarum polycephalum gehört zu den Amöbozoen. Foto: Jonatha Gott

Sie sehen aus wie neonfarbene Farbkleckse im Wald und faszinieren die Forscher schon seit Jahrzehnten. Schleimpilze sind bizarre Mischwesen: weder Tier, noch Pflanze, noch Pilz. Sie gehören zu den Amöbozoen, sind trotz ihres irreführenden Namens also näher mit den Tieren als den Pilzen verwandt und halten mit Abstand den Größenrekord unter den Einzellern: Sie können mehrere Quadratmeter groß werden, enthalten eine Vielzahl von Kernen und können sich mit einer Geschwindigkeit von rund einem Zentimeter pro Stunde fortbewegen.

Und die Riesenzellen verhalten sich schlau. In einem Experiment von Forschern um Toshiyuki Nakagaki von der Hokkaido Universität in Sapporo fand der Schleimpilz Physarum polycephalum die verkehrstechnisch günstigsten Verbindungen zwischen Tokio und den umliegenden Städten [1].

Bereits vor einigen Jahren konnte der japanische Wissenschaftler zeigen, dass Schleimpilze den kürzesten Weg durch ein Labyrinth finden, sofern sie am Anfangs- und Endpunkt eine attraktive Mahlzeit aus Haferflocken erwartet. Mit ebensolchen Leckerbissen markierten Nakagaki und sein Team nun die Position der Städte auf einer Umgebungskarte von Tokio. Dann setzten sie Physarum in die Hauptstadt.

Zunächst überwucherte die Riesenamöbe das gesamte Gebiet wie ein Pfannkuchen, doch bereits nach acht Stunden entwickelten sich in der Schleimfläche dickere Adern, die die verschiedenen Futterquellen miteinander verbanden. Nach etwa einem Tag hatte sich der Schleimpilz komplett zu Verbindungsadern zwischen den Haferflockenstädten zusammengezogen. Das allein war nach den Ergebnissen des Labyrinthversuchs noch nicht überraschend - doch was die Forscher verblüffte, war die Effizienz, mit der Physarum die Futterquellen vernetzt hatte.

Nakagaki und seine Kollegen verglichen das Schleimpilz-Netzwerk mit dem tatsächlichen Schienensystem von Tokios Eisenbahn. Besonderes Augenmerk legten sie dabei darauf, wie effektiv der Nahrungstransport auf den Strecken funktionierte, wie leicht im Falle einer Störung auf eine andere Route ausgewichen werden konnte und wie energieaufwändig und damit im übertragenden Sinne kostspielig die Vernetzung war.

Die beiden Systeme waren zwar nicht völlig deckungsgleich, doch in keiner Kategorie schnitt das Netz von Physarum deutlich schlechter ab als das ausgefeilte Verbindungssystem der Ingenieure, teilweise war es sogar besser. Dabei bildete der Schleimpilz seine Verbindungsadern ohne einen zentralen Kontrollmechanismus, der ihm verraten könnte, wo sich die Haferflocken befinden oder wie sie sich verbinden lassen. Diese Selbstorganisation ist auch für die Entwicklung verschiedener technischer Anwendungen nützlich, meint Nakagaki: "Netzwerkingenieure könnten sich künftig Anregungen vom Schleimpilz holen."

Kommentare (1)

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Cerberus

31.01.2010, 11:59 Uhr

Tja, nachdem ingenieure zum den intelligentesten Wesen gehören die die Menschheit hervorbringen konnte sieht es wohl schlecht für uns aus.

Was soll man dazu groß sagen, die Story ist super aber der Titel ist auf bildzeitungsniveau!

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