Mit Einzeller zur Infrastruktur der Zukunft Schüler forschen mit Schleimpilzen zum Thema Mobilität

Henrik Feuersänger und Tobias Henke sind Forscher. Sie probieren Dinge aus, wollen Neues herausfinden, Zusammenhänge erkennen, Vorhandenes verbessern. Nachdenken allein führt nicht zum Ziel, also haben sie sich Hilfe aus der Natur geholt, nämlich vom sogenannten Schleimpilz.
07.05.2015, 00:00
Lesedauer: 5 Min
Zur Merkliste
Schüler forschen mit Schleimpilzen zum Thema Mobilität
Von Nikolai Fritzsche

Henrik Feuersänger und Tobias Henke sind Forscher. Sie probieren Dinge aus, wollen Neues herausfinden, Zusammenhänge erkennen, Vorhandenes verbessern. Henrik wohnt in Findorff, Tobias in Borgfeld. Beide sind 15 Jahre alt und gehen am Alten Gymnasium in die zehnte Klasse.

Dreimal pro Woche haben sie bis 16.45 Uhr Unterricht. Und danach? Denken sie über Mobilität und Infrastruktur nach. Nachdenken allein führt nicht zum Ziel, also haben sie sich Hilfe aus der Natur geholt. Ihr Helfer ist ein Einzeller, aber einer, der sehr groß werden kann. Der größte, den es auf der Welt gibt. Sein Name: Schleimpilz. Dabei ist er gar kein Pilz, sondert bildet eine eigene Gattung.

Schleimpilz, das hört sich eklig an. Noch mehr, wenn man den lateinischen Namen der Art, die Henrik und Tobias für ihre Forschung benutzen, ins Deutsche überträgt: Physarum polycephalum bedeutet wörtlich übersetzt „vielköpfiger Schleim“. Doch was da den Boden und die Wände der Petrischale bedeckt, ist nicht eklig. Es sieht noch nicht mal schleimig aus, eher wie ein gelbes Spinnennetz. Und das soll eine einzige Zelle sein? „Die können noch viel größer werden“, sagt Tobias. „Der größte Schleimpilz, der mal gezüchtet wurde, war über fünf Quadratmeter groß.“

Schleimpilze haben keine Augen und keine Nase, aber sie können trotzdem Nahrung orten. Durch chemotaktische Sensoren wissen sie, wo in ihrer Nähe sich etwas zu essen befindet. Wenn keine Nahrung zu orten ist, bauen sie in alle Richtungen Versorgungsleitungen und dehnen sich dadurch aus. Bis sie auf Nahrung stoßen. Dann bilden sie die Leitungen, die ins Nichts geführt haben, zurück. Diese Funktionsweise der Schleimpilze haben Henrik und Tobias sich zunutze gemacht.

Am Anfang stand für die beiden 15-Jährigen nur fest, dass sie beim Wettbewerb „Jugend forscht“ mitmachen wollten. Wie sie auf das Thema Infrastruktur kamen? „Wir reisen beide gerne, wir leben in einer Stadt. Da spielt Mobilität eine große Rolle“, sagt Henrik. Tobias greift noch ein bisschen höher ins Regal: „Mobilität ist in unserer Gesellschaft eine der Grundbedingungen für ein selbstbestimmtes Leben. Und für Mobilität braucht man Infrastruktur. Wir wollten uns damit befassen, wie Mobilität funktioniert.“

Auf der Homepage www.asienspiegel.de stieß Henrik auf einen Artikel über japanische und britische Forscher, die mit Schleimpilzen arbeiten: Mit Haferflocken – einer Leibspeise von Physarum polycephalum – markierten die Wissenschaftler Städte im Großraum Tokio. Das verblüffende Ergebnis: Der Schleimpilz bildete ein Netzwerk von Verbindungen zwischen den Haferflocken, das dem Eisenbahnnetz der Region extrem ähnlich sah. In den Versorgungsleitungen fließt Cytoplasma, das wie unser Blut Nährstoffe transportiert. „Wir haben geschaut, ob es das auch für Deutschland gibt. Gab es nicht. Da war uns klar: Das machen wir“, erzählt Henrik.

Die Methode ist einfach: Die Jungforscher stellen eine Petrischale auf einen ausgedruckten Liniennetzplan. In die Mitte der Schale platzieren sie einen Schleimpilz auf einem Plättchen mit Nahrung. Auf die wichtigsten Knotenpunkte des Plans kommt je eine Haferflocke. Drei Projekte nahmen sich die 15-Jährigen auf diese Weise vor: das ICE-Streckennetz, das deutsche Autobahnnetz und das Liniennetz der Bremer Straßenbahn.

Auf der Suche nach Exemplaren von Physarum polycephalum wurden Henrik und Tobias an der Bremer Universität fündig.Dort promoviert Christina Oettmeier zu Schleimpilzen und stellte den Jungs nicht nur die Einzeller zur Verfügung, sondern auch ihre Hilfe. „Die Haferflocken haben wir im Supermarkt besorgt, und dann ging’s los“, berichtet Henrik.

Die Fragestellung: „Wie kann man unsere Infrastruktur so verbessern, dass sie möglichst schnell und gleichzeitig möglichst effizient ist?“ Der Schleimpilz kann da helfen, weil er nicht verschwenderisch mit seinen Ressourcen, also seiner Energie, umgehen kann, sondern effizient sein muss: „Er verbindet nicht jede Haferflocke mit jeder anderen, sondern er versucht, mit einer möglichst geringen Gesamtlänge der Versorgungskanäle alle Nahrungsdepots zu verbinden“, erklärt Tobias.

Netzwerk aus Haferflocken

Am Anfang investierte der Schleimpilz aber erst mal kräftig in seine Infrastruktur: Er breitete sich kreisförmig aus. Stieß er auf eine Haferflocke, umschloss er sie und verband sie anschließend mit anderen Haferflocken. So entstand ein Netzwerk, das im Fall der Autobahnen und der ICE-Strecken dem „Original“ sehr ähnlich war. Die Erkenntnis: „Unser Verkehrssystem ist durchaus effizient, aber es gibt noch Verbesserungsmöglichkeiten“, sagt Henrik. Was das Liniennetz der Bremer Straßenbahnen angeht, waren die Unterschiede vergleichsweise groß. Das erklären die beiden Jungs sich damit, dass beim Bau der bestehenden Strecken viele Umwege nötig waren, weil beispielsweise Häuser oder Parks im Weg waren. „Und die Weser natürlich“, ergänzt Tobias. Bezüglich des Flusses hatte der Einzeller eine besondere „Idee“: Quer über die Weser verband er die Haferflocken miteinander, die die Knotenpunkte Gröpelingen und Huchting repräsentierten. Laut Henrik gab es tatsächlich schon mal Pläne für eine Brücke zwischen den beiden Stadtteilen. „Aber bei der aktuellen Haushaltslage hat Bremen Wichtigeres zu tun“, meint er.

Mit dem Projekt, das die Fächer Biologie und Geografie miteinander verbindet, gewannen die beiden zuerst den Regional- und dann den Landeswettbewerb von „Jugend forscht“. Beim Bundesfinale vom 26. bis 30. Mai in Ludwigshafen hoffen sie, wieder erfolgreich zu sein. Von den Juroren bekamen sie den Tipp, den Austausch mit anderen Schleimpilz-Forschern zu suchen. Wenn sie mal Zeit haben, wollen sie ihre bisherige Arbeit ins Englische übersetzen und an die Wissenschaftler in Japan und Großbritannien schicken. Ihre eigene Forschung wollen sie bis zum Abitur weiterverfolgen, im nächsten Jahr wieder bei „Jugend forscht“ teilnehmen und die interdisziplinäre P5-Arbeit, ein Element der Abschlussprüfungen, über die Experimente mit Schleimpilzen schreiben.

„Was wir bisher gemacht haben, war Grundlagenforschung“, sagt Tobias. Jetzt gehe es darum, Verbesserungen für die bestehende, aber auch Anregungen für die Gestaltung zukünftiger Infrastruktur zu finden. „Der Schleimpilz kann die Infrastruktur der Zukunft nicht für uns planen. Aber er kann uns zeigen, wie die Natur es machen würde.“ Dabei wollen sie sich nicht länger auf den Verkehr am Boden beschränken: „Wir wollen uns auch mit Luftstraßen für Drohnen befassen“, sagt Henrik. Statt auf dem Schreibtisch zu Hause können die beiden das unter professionellen Bedingungen tun – Professor Hans-Günther Döbereiner vom Institut für Biophysik hat den Jungforschern angeboten, ein Labor in der Uni zu nutzen. Auch danach sehen sich beide in der Wissenschaft. Tobias will Medizin studieren und Forscher werden. Henrik hat sich noch nicht entschieden, in welchem Bereich er später Dinge ausprobieren, Neues herausfinden, Zusammenhänge erkennen und Vorhandenes verbessern will: „Wirtschaft oder Medizin, vielleicht auch etwas anderes“, sagt er.

Jetzt sichern: Wir schenken Ihnen 1 Monat WK+!
Mehr zum Thema
Lesermeinungen

Das könnte Sie auch interessieren

Das Beste mit WK+