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Effizienz von Mikroorganismen: Schleimpilze imitieren Bahnnetz von Tokio

Was Ingenieure mit großem Aufwand versuchen, scheint für den Schleimpilz Physarum polycephalum eine Kleinigkeit: Verkehrswege möglichst effizient zu bauen. Die Kreatur windet sich auf kürzestem Weg aus Labyrinthen oder kopiert Verkehrswege. Nun soll sie Robotern das Navigieren beibringen.

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Effizienz von Mikroorganismen: Schlauer Schleimpilz
Er gehört zu den ältesten Lebensformen - und Intelligenz würde man dem schleimigen Winzling wohl kaum zusprechen. Und doch weist der gelbliche Schleimpilz Physarum polycephalum den Weg zu komplexen Verkehrssystemen.

Bahnnetze planen Ingenieure mit einigem Aufwand, um die Ortschaften möglichst effizient miteinander zu verbinden. Für Physarum polycephalum scheinen solche Art Konstruktionen eine Kleinigkeit, dabei verfügt er weder über Augen, noch über andere höhere Sinnesorgane. Der schleimige Organismus konstruiere ein entsprechendes Wegenetz reflexartig, berichten Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe des Magazins "Science".

Die Forscher um Atsushi Tero von der Hokkaido Universität in Japan haben die Lage japanischer Ortschaften im Großraum Tokio mit Haferflocken nachgebildet. Auf der Flocke, die für Tokio stand, positionierten sie den gelben Schleimpilz. Bald war Erstaunliches zu beobachten: Der gelbliche Glibber wucherte in alle Richtungen, schließlich bildete sich ein Geflecht zwischen den Haferflocken, das dem Bahnnetz des Großraums von Tokio entsprach.

Nahrungssuche treibe die Kreatur dazu, effiziente Verbindungen zu bilden, schreibt Atsushi Tero. Durch das Geflecht werden Nährstoffe im gesamten Organismus verteilt.

Physarum polycephalum hat die Wissenschaft schon öfters überrascht. Der Schleimpilz erkennt den kürzesten Weg zwischen zwei Punkten, wie frühere Experimente gezeigt haben. Er findet sogar den besten Weg aus Labyrinthen: Zunächst überwuchert er alle Gänge. Legten Forscher jedoch Haferflocken an Ausgang und Eingang des Irrgartens, geschah Spektakuläres: Der Schleimpilz wich aus sämtlichen Winkeln, um sich bald auf einem einzigen Weg zu sammeln - der direkten Verbindung zwischen Ausgang und Eingang.

Selbst aus scheinbar aussichtsloser Situation kann ihn sein Navigationssinn befreien: Eingeschlossen von einem Ring aus Salz, droht der Schleimpilz eigentlich zu verhungern; Salz ist Gift für die Kreatur. Doch nach einer Weile des Verharrens nimmt die Kreatur zuckend Fährte auf. Schließlich überwindet sie die Hürde.

Wie der primitive Organismus die komplexen Aufgaben erledige, bleibe jedoch ungeklärt, unterstreicht Wolfgang Marwan, Systembiologe von der Universität Magdeburg. Gleichwohl könnten die Fähigkeiten des Schleimpilzes helfen, Infrastruktur zu entwickeln, etwa Stromnetze oder das Gepäckförderbandsystem von Flughäfen, meint Atsushi Tero.

Auch bei der Konstruktion von Robotern sollen die Schleimpilze Vorbild sein. Die japanischen Forscher haben das Navigieren des Organismus' mathematisch beschreiben können. Nun sollen Computer anhand der Formeln navigieren lernen.

boj

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