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Montag, 04. August 2025

Funktionieren Fischschwärme wie neuronale Netzwerke?

Größere Fischschwärme können deutlich besser zwischen realer Gefahr und Fehlalarm unterscheiden als kleinere. Das ist das erstaunliche Ergebnis einer Studie des Exzellenzclusters „Science of Intelligence“ sowie der Humboldt-Universität zu Berlin und des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei an Schwefelfischen in den heißen, schwefelhaltigen Quellen des Flusses El Azufre im mexikanischen Bundesstaat Tabasco.

Die kollektive Abwehrstrategie der Schwefelfische ist besonders interessant, weil sie unter extremen Bedingungen leben: Sauerstoffmangel, hohe Temperaturen und Raubvögel wie Eisvögel oder Kiskadees, die die Fische regelmäßig jagen. Wenn ein Raubvogel angreift, zählt für Fische jede Sekunde: abtauchen oder bleiben? Eine falsche Entscheidung kann tödlich enden.

Bei über zweihundert dokumentierten Ereignissen verglichen die Forschenden das Verhalten der Schwärme bei echten Angriffen und bei harmlosen Vogelüberflügen. Ihr Fokus lag dabei auf dem Kiskadee, einem besonders schwer zu erkennenden Räuber: Statt mit lautem Eintauchen attackiert er im Flug, wobei nur der Schnabel kurz das Wasser berührt, was optisch kaum von harmlosen Bewegungen anderer Vögel zu unterscheiden ist.

In der Entscheidungstheorie geht man oft von einem Dilemma aus: Wer schnell reagiert, macht mehr Fehler. Wer zu lange zögert, verpasst die Chance zur Flucht. Doch die Schwefelfisch-Schwärme wurden nicht nur genauer, sie wurden auch schneller. Je größer der Schwarm, desto kürzer die Zeitspanne zwischen dem ersten Abtauchen und der kollektiven Entscheidung zur weiteren Verteidigung. In den größten Schwärmen waren die Erkennungsraten fast perfekt, nahezu 100 Prozent der Kiskadee-Angriffe wurden korrekt identifiziert.

Als nächstes steht natürlich die Frage im Raum, wie das möglich ist, bzw. wie das funktioniert. Bisherige Modelle besagen: Ein Tier reagiert erst, wenn eine bestimmte Zahl an Artgenossen ebenfalls reagiert. Doch bei Schwärmen mit zehntausenden oder gar hunderttausenden Fischen ist es unwahrscheinlich, dass jedes Tier alle anderen beobachtet. Stattdessen vermuten die Forschenden einen selbstorganisierten, komplexeren Mechanismus – fast wie ein neuronales Netzwerk. Ein besseres Verständnis solcher Gruppenprozesse könnte nicht nur biologische, sondern auch künstliche Systeme inspirieren: von Robotik bis Schwarmintelligenz. Und es hilft, eine der grundlegendsten Fragen der Evolutionsbiologie zu beantworten: Warum leben Tiere überhaupt in Gruppen?

Die original Veröffentlichung der Studie findet Ihr hier

Bildquelle: Korbinian Pacher/IGB & SCIoI