Wenn Menschen schwärmen

In einem Schwarm flitzen hunderte von Fischen blitzschnell durchs Wasser, ohne dass sie aneinanderstoßen. Alle scheinen zu wissen, wo es langgeht. Nähert sich ein Feind, ändern alle schlagartig die Richtung, und zwar absolut gleichzeitig. Das faszinierende Schauspiel sieht so aus, als seien alle Fische Teil eines gemeinsamen Körpers, als seien sie zentral gesteuert. Wie funktioniert diese Choreografie?

Prof. Jens Krause beschäftigt sich seit über zehn Jahren mit dem Scharmverhalten von Fischen – zunächst an der University of Leeds in England, seit dem 1. April. als Leiter der Abteilung Biologie und Ökologie der Fische am IGB mit einer W3-Professur an der Humboldt-Universität. Bei der scheinbar einfachen Frage, wie viele Individuen in einem Schwarm die Richtung vorgeben, stieß er an die Grenze der Fisch-Experimente. Eigentlich lässt sich mit Fisch-Schwärmen gut experimentieren, denn die Bedingungen im Aquarium sind sehr übersichtlich. Bienen- oder Vogel-Schwärme sind viel schwieriger zu beobachten. Allerdings war es nicht möglich, einzelne Fische so zu trainieren, dass sie auf ein bestimmtes Ziel zusteuern, ohne dabei komplett vom typischen Schwarmverhalten abzuweichen. Jens Krause brauchte also intelligentere Wesen für seine Experimente. So kam ihm die Idee, es mit seinen Erstsemestern zu versuchen.

Computersimulationen hatten gezeigt, dass zwischen fünf und zehn Prozent einer Gruppe eine bestimmte Richtung vorgeben müssen, damit die ganze Gruppe folgt. Zunächst konnte Krause seine Versuche mit nur relativ wenigen Personen durchführen. Doch dann kam ein Anruf der Sendung „Quarks & Co“ des WDR mit dem Angebot, eine Menschenmenge für das Experiment zu organisieren. So wanderten in Köln 200 Menschen durch eine Halle. Es zeigte sich, dass tatsächlich etwa zehn Personen, also fünf Prozent, ausreichten, um die Menge zu führen. Die Anweisung an alle lautete dabei: Gehen Sie in einer normalen Geschwindigkeit und bleiben Sie in der Gruppe. Die „Führer“ hatten die zusätzliche Anweisung, einen bestimmten Punkt anzusteuern. Bemerkenswert ist dabei, dass die übrigen Teilnehmer nicht wussten, dass einige Menschen zusätzliche Informationen hatten. Sie folgten also den Führern, ohne zu wissen, dass es überhaupt welche gab. Jens Krause erinnert sich: „Ich hätte nie gedacht, dass ich einmal über das Verhalten von Menschen forschen würde. Schließlich ist dieses sehr komplex. Es zeigte sich jedoch, dass zur Erforschung des Massenverhaltens keine individuellen Daten nötig sind.“

Durch seine Übertragung auf menschliches Verhalten entstand großes öffentliches Interesse an Krauses Forschungen. Erstaunt war er über die vielen Anwendungsmöglichkeiten. So meldete sich beispielsweise die Polizei bei ihm mit der Frage, wie man bei Demonstrationen eine kleine gewaltbereite Gruppe kontrollieren könne, die ansonsten die ganze Menge manipuliert. Architekten nutzen seine Ergebnisse zur Planung von Fußballstadien und U-Bahn-Stationen. Experimente sollten zeigen, wie Gebäude oder Plätze im Notfall schnell evakuiert werden können. Es erwies sich, dass informierte Individuen in der Mitte und am Rand eine Menge recht effektiv leiten können. Historiker können aus dem Schwarmverhalten Erkenntnisse über den Verlauf von Schlachten ableiten.

Dennoch stehen die Fische weiterhin im Mittelpunkt von Krauses Interesse. Da sich ein Führer-Fisch nicht so gut trainieren lässt wie ein Mensch, verwendet Krause einen Roboterfisch. „Auch hier spielen die Zahlenverhältnisse eine Rolle. Wir haben den Robofisch einen Weg schwimmen lassen, auf dem sich ein Räuber befand, obwohl es auch einen sicheren Weg gab. Ein einzelner Fisch folgt dem Robofisch auf dem gefährlichen Weg, ein Schwarm nimmt hingegen den sicheren Weg.“ Auch die scheinbare Gleichzeitigkeit aller Fische kann Krause erklären: Mit Hochgeschwindigkeitskameras wird deutlich, dass einige Fische zuerst die Richtung wechseln, und die anderen erst ganz kurz danach – für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar – folgen.

Kontakt
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Prof. Jens Krause
Tel.: (030) 64181-610
j.krause@igb-berlin.de
Nadja Neumann
(Presse- und Öffentlichkeitsarbeit)
Tel.: (030) 64181-631
Nadja.neumann@igb-berlin.de