München/Göttingen (dpa) - Der Schleimpilz Physarum polycephalum besteht aus einer einzigen Zelle, dehnt sich im Extremfall über mehrere Quadratmeter aus - und kann eine Art Entscheidung über die Richtung seines Wachstums treffen. Der Organismus webt dazu über Botenstoffe Erinnerungen an Nahrungsorte in die Architektur seines netzwerkartigen Körpers, wie Forscherinnen des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS) und der Technischen Universität München (TUM) herausfanden. Die Studie ist im Fachmagazin «Proceedings of the National Academy of Sciences» («PNAS») veröffentlicht.
Der Pilz ist eine riesige Einzelzelle aus miteinander verbundenen Röhren. Sie bilden ein Netzwerk, das mehrere Zentimeter oder sogar Meter groß werden kann - als größte Zelle der Erde wurde der Pilz ins Guinness-Buch der Rekorde aufgenommen, wie die TUM mitteilte. Die Fähigkeit, seinen röhrenförmigen Körper an eine sich ändernde Umgebung anzupassen, brachte ihm demnach das Attribut «intelligent» ein. Er nutze dieses Netzwerk als eine Art Gedächtnis - auch ohne ein Nervensystem zu haben.
Die Forscherinnen hatten ursprünglich die Nahrungsaufnahme des Pilzes verfolgt. Dabei fanden sie einen Abdruck der Nahrungsquellen im Muster der dickeren und dünneren Röhren, der auch lange nach der Nahrungsaufnahme noch beobachtbar war. Dies habe die Idee geweckt, «dass die Netzwerkarchitektur selbst als Gedächtnis der Nahrungsorte dienen könnte», sagte Karen Alim, Leiterin der Forschungsgruppe Biologische Physik und Morphogenese am MPI-DS in Göttingen und Professorin für die Theorie biologischer Netzwerke an der TUM.
Wie die Wissenschaftlerinnen herausfanden, löst ein Kontakt mit Nahrung in der Zelle die Freisetzung einer Chemikalie aus, die sich vom Fundort der Nahrung durch den gesamten Organismus bewegt und die Röhren weicher macht, so dass sich der Organismus neu auf die Nahrung ausrichtet. Wo Nahrung gefunden wurde, werden die Röhren dicker. Dabei kämen auch noch vorhandene Abdrücke früherer Nahrungsquellen ins Spiel, erläuterte die Erstautorin Mirna Kramar vom MPI-DS.
Die Fähigkeit von Physarum polycephalum, Abdrücke und damit Erinnerungen zu bilden, sei angesichts der Einfachheit dieses lebenden Netzwerks verblüffend. «Es ist bemerkenswert, dass der Organismus einen so einfachen Mechanismus verwendet und ihn dennoch auf so fein abgestimmte Weise kontrolliert», so Karen Alim. Mögliche Anwendungen der Erkenntnisse könnten bei der Entwicklung von intelligenten Materialien und dem Bau von Robotern liegen.
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