Wie ein Schleimpilz das Bahnnetz von Tokio optimiert

Was haben ein Schleimpilz und das Bahnnetz von Tokio gemeinsam? Auf den ersten Blick nicht viel, aber bei genauerem Hinsehen offenbart sich eine verblüffende Ähnlichkeit: Beide bilden effiziente und stabile Verbindungen zwischen verschiedenen Punkten. Das haben japanische Forscher in einem Experiment gezeigt, bei dem sie den Schleimpilz Physarum polycephalum mit Haferflocken fütterten, die die Lage von Städten im Großraum Tokio nachahmten. Das Ergebnis: Der gelbliche Organismus wuchs in alle Richtungen und bildete ein Netzwerk, das dem Tokioter Bahnnetz sehr ähnlich sah.

Der Schleimpilz ist eine der ältesten Lebensformen auf der Erde und verfügt über keine Sinnesorgane oder Nervensystem. Er reagiert aber auf Umweltreize wie Licht, Feuchtigkeit oder Nahrung und passt sich an diese an. Bei der Nahrungssuche organisiert er sich selbst und findet den kürzesten Weg zwischen zwei Punkten. Er kann sogar aus Labyrinthen entkommen oder Salzbarrieren überwinden. Dabei nutzt er einen Mechanismus, der auf einem Wechselspiel von Kontraktion und Entspannung seiner Zellen beruht.

Die Forscher um Atsushi Tero von der Universität Hokkaido haben diesen Mechanismus in eine mathematische Formel gefasst und damit ein Modell entwickelt, das erklären kann, wie der Schleimpilz effiziente Netzwerke bildet. Sie glauben, dass diese Erkenntnisse auch für technische Systeme wie Telefon-, Computer- oder Stromnetze nützlich sein können, die ähnliche Anforderungen an Effizienz und Zuverlässigkeit haben. Außerdem könnte der Schleimpilz als Lehrmeister für Roboter dienen, die lernen sollen, sich in komplexen Umgebungen zu orientieren.

Quellen:

• Schleimpilz imitiert Bahnnetz Tokios: Die effizienteste Verbindung - taz.de
• Effizienz von Mikroorganismen: Schleimpilze imitieren Bahnnetz von Tokio - DER SPIEGEL
• Pilz designt U-Bahn Netz von Tokio neu - 123Pilzforum