Entdeckung in Garching: Ein Pilz mit Köpfchen

Zwei Forscherinnen der TU haben entdeckt, dass ein Schleimpilz Erinnerungen speichern und Entscheidungen treffen kann.

Wer sich an eine einmal gemachte Erfahrung erinnert, hat dadurch meist einen Vorteil. Man tritt nicht zweimal in dieselbe Pfütze, kann Menschen besser einschätzen oder weiß nach einem ersten Versuch, dass die - obgleich auf der Speisekarte des Lokals hoch gepriesene - "Pizza speciale nach Art des Hauses" für den eigenen Geschmack dann eben doch zu speziell ist.

Für eine solche Gedächtnisleistung setzen Wissenschaftler bislang das Vorhandensein eines Nervensystems bei einem Lebewesen voraus. Das scheint aber gar nicht zwingend notwendig zu sein, um sich an etwas zu erinnern, haben nun die Forscherinnen Mirna Kramar und Karen Alim herausgefunden - ein einzelliger Pilz kann das auch.

Alim ist Professorin für Biologische Physik und Morphogenese an der TU München in Garching und Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen, Kramar forscht dort als PhD-Studentin. Physarum polycephalum heißt der Organismus, der die beiden mit seiner Merkfähigkeit überrascht hat.

Miteinander verbundene Röhren

Der Schleimpilz besteht aus einer einzigen Zelle aus miteinander verbundenen Röhren, die metergroß wuchern kann, und steht ob seiner Struktur schon länger im Interesse der Forscher; die Deutsche Gesellschaft für Protozoologie kürte ihn jüngst zum "Einzeller des Jahres 2021". Und offenbar kann Physarum polycephalum sein Röhrensystem dafür einsetzen, Informationen über seine Umgebung zu speichern und später zu nutzen.

In einer nun im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Science veröffentlichten Studie beschreiben Kramar und Alim, wie Physarum polycephalum Erinnerungen an Nahrungsorte direkt in die Architektur seines netzwerkartigen Körpers einlagert und später bei der Entscheidung, wohin er sich recken soll, wieder darauf zugreift. Konkret haben die Forscherinnen beobachtet, dass bestimmte Nahrungsfundorte im Röhrennetzwerk des Organismus in der Anordnung von dickeren und dünneren Röhren hinterlegt sind.

Ein Kontakt mit Nahrung löst grundsätzlich im Inneren der Zelle die Freisetzung einer Chemikalie aus, die sich vom Fundort der Nahrung durch den gesamten Organismus bewegt und die Röhren im Netzwerk weicher macht, sodass sich der Organismus auf diesen Fundort hin ausrichtet. Je größer der Durchmesser eines Röhrchens, desto rascher fließt die Weichmacherchemikalie hindurch.

Ihre Ergebnisse ordnen die Forscherinnen hoch ein. "Das stellt ein wichtiges Puzzlestück zum Verständnis des Verhaltens dieses uralten Organismus dar und weist darauf hin, dass dem Verhalten von Lebewesen universelle Prinzipien zugrunde liegen", sagt Alim. Die Erkenntnisse könnten bei der Entwicklung von intelligenten Materialien oder dem Bau weicher Roboter Anwendung finden.