Blog Künstliche Riffe Teil 7stürmische Zeiten
Phänomene

Die Macht der Masse

Ein Organismus, größer als das größte Meerestier, Millionen glitzernder Leiber, die agieren, als wären sie einer. In der Natur ist der Schwarm vor allem eines: eine Überlebensstrategie.


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Der Schwarm ist ein echtes Erfolgsmodell: Etwa ein Viertel aller Fischarten verbringen ihr ganzes Leben im Schwarm, während 50 Prozent aller Fische zumindest einen Teil ihres Lebens als Gruppe umherziehen.

Die Vorteile sind vielfältig. Das einzelne Tier hat eine höhere Wahrscheinlichkeit, den Angriff des Räubers zu überleben: schon alleine statistisch gesehen verringert sich die Gefahr für das Einzeltier, wenn ein Angreifer auf eine ganze Horde potenzieller Opfer trifft. Ein Räuber kann außerdem nur eine gewisse Anzahl Tiere im Auge behalten und auch verspeisen. Mehr Augen sehen besser, im Schwarm bleibt für jeden Einzelnen mehr Zeit zum Fressen, denn er muss weniger Zeit für die Ausschau nach Feinden aufbringen. Manche Futterquellen wie etwa Plankton sind für einen Schwarm besser aufzustöbern und zu nutzen als für ein Einzeltier. Ein Schwarm als Ganzes ist effizienter unterwegs als viele Individuen. Und die Geschlechtspartner sind auch gleich da.

Doch das Leben im Schwarm bringt auch Nachteile: Als Schwarm sind die Fische für Räuber besser auszumachen, im Schwarm muss das Futter geteilt werden – und auch in punkto Geschlechtspartner ist nicht nur die Auswahl, sondern auch die Konkurrenz größer. Ein Schwarm produziert eine Menge Exkremente und verbraucht mehr Sauerstoff – die Wasserqualität innerhalb eines großen Schwarmes ist also schlechter als in der Umgebung.

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Warum Schwärmen?

Oftmals wird als entscheidendes Kriterium, ob eine Art das Schwarmleben dem Einzelkämpfertum vorzieht, die Nahrungsgrundlage der Art genannt. Ist diese drei­dimensional im Raum verteilt und neigt selbst zu »Schwarmbildung« wie Krill oder Plankton, wird auch die Art, die sich davon ernährt, als Schwarm unterwegs sein. Bei manchen Arten mag dies zwar auch ein Grund sein, meint Dr. Paolo Domenici, Ökophysiologe am IAMC Oristano (Italien). Aber es gibt auch andere Beispiele. Goldstriemen (Sarpa salpa) im Mittelmeer etwa sind typische Schwarmfische, lösen die Formation aber auf, wenn sie fressen. Sie sind Weidegänger, die ihre Nahrung am Meeresboden suchen. Domenici ist überzeugt, dass der größte evolutorische Nutzen der Schwarmbildung in der Feindabwehr liegt. »Im Schwarm finden die Fische Zuflucht, und Räuber haben es schwer, einzelne Tiere herauszufangen – allein schon wegen des Effekts der Verwirrung. Es ist, als ob Ihnen jemand 30 Tennisbälle zuwerfen würde. Versuchen Sie da mal, einen zu fangen, das ist schwer. Viel leichter ist es hingegen, wenn Ihnen nur ein einzelner Tennisball zugeworfen wird.«

Die Feindabwehr ist tatsächlich ein Wert an sich und birgt viele Facetten. Denn über die optische Verwirrung hinaus sowie die Chancenvergrößerung des Einzelnen werden die Räuber auch durch eine Art »Reizüberflutung« beeinträchtigt. Ein Schwarm produziert eine Menge Schwingungen, Druckunterschiede und elektrische Impulse, die das Seitenlinienorgan wie die Elektrosensoren der Fische überlasten.

Die Intelligenz des Schwarmes

Der Aspekt der Feindabwehr alleine greift dem Verhaltensforscher Jens Krause, Leiter der Abteilung Biologie und Ökologie der Fische am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin, nicht weit genug. Für ihn ist das entscheidende Plus des Schwarmlebens: Eine Gruppe trifft klügere und schnellere Entscheidungen als ein Individuum.

Krause hat mit seinen Teams hierzu umfangreiche Forschungen angestellt und Erstaunliches herausgefunden. Schickt er einzelne Fische an eine Weggabelung, an deren einer Seite ein Feind lauert und auf der anderen die Fahrt frei ist, treffen 45 Prozent der Probanden die falsche Entscheidung und paddeln dem Feind direkt vor’s Maul. Ganz anders die Entscheidung, wenn ein Rudel Fische unterwegs ist: Jetzt wird zu 90 Prozent die richtige Entscheidung getroffen. Für Jens Krause der alles entscheidende Grund, warum Schwarmverhalten einen Vorteil bringt: Die Gruppe profitiert von der Schwarmintelligenz.

Wann ist ein Schwarm ein Schwarm?

Die Definition eines Schwarmes ist durchaus nicht simpel. Fischansammlungen, die nur aufgrund gewisser Umweltfaktoren zustande kommen, nennt man Aggregation. Aggregationen trifft man zum Beispiel an Futter- und Laichplätzen, an Schlafplätzen wie zum Beispiel Höhlen und an Putzerstationen. Innerhalb der Gruppe findet keine Interaktion statt.

Von einem Schwarm spricht man erst, wenn die versammelten Tiere untereinander ein Sozialverhalten zeigen. Man unterscheidet zwischen echten und unechten Schwärmen. Ein unechter Schwarm schwimmt in geringerer Individuendichte und unkoordiniert. Die Tiere leben in kleinen Territorien in räumlicher Nähe und bilden erst bei Störung, zum Beispiel dem Auftauchen eines Feindes, eine Gruppe, die sich danach wieder zerstreut. Hier können auch mehrere Arten und Altersstufen zusammen finden. Zu den unechten Schwarmfischen gehören zum Beispiel der Atlantische Kabeljau, Seelachs und manche Makrelenarten.

Ein echter Schwarm zeichnet sich dadurch aus, dass die Tiere koordiniert und in eine Richtung schwimmen.

Die Tiere halten einen konstanten Abstand und vollführen gemeinsame Manöver – mitunter recht komplexe. Und in einem echten Schwarm halten sich nur Tiere derselben Art und desselben Alters auf. Beispiele für »echte Schwarmfische« sind Tunfische, Heringe und Anchovies. Allerdings ist auch ein echter Schwarm nicht ständig in höchster Disziplin unterwegs, sondern kann zwischen lockerem Umherschwimmen und der straffen Formation hin und her switchen. Ein markantes Beispiel sind hierfür die Makrelen aus dem Schwarmfischbecken des Ozeaneums (s. folgendes Bild). Und auch Arten, die den größeren Teil ihres Lebens einzeln verleben, können aus gegebenem Anlass einen Schwarm mit starker Struktur bilden – etwa Büffelkopf-Ppapageifische oder Kugelfische, die zur Paarung große Schwärme bilden. Was einen »echten Schwarmfisch« auszeichnet ist jedoch, dass er die Isolation von seinen Genossen kaum erträgt: Er gerät in Stress und schwimmt orientierungslos umher.

Völkerwanderung

Schwärme können bisweilen spektakuläre Ausmaße erreichen. Schätzungen der größten Heringsschwärme belaufen sich auf 4,8 Kubikkilometer, Schwärme von Meer­äschen können bis zu hundert Kilometer lang werden. Wie kann sich ein so riesiges Gebilde koordiniert bewegen? Dazu genügen drei einfache Verhaltensweisen, erklärt der Schwarmforscher Ashley Ward von der Universität Sydney: Anziehung, Abstoßung und Nachahmung. Die Fische halten einen Idealabstand zueinander ein. Wird er zu groß, schwimmen sie näher, wird er zu klein, weichen sie zurück. Und schließlich folgen sie dem Nachbarn. Dabei beträgt der Abstand zwischen Fischen in der Regel zwei bis drei Körperlängen. Fische, die weniger als zwei Körperlängen voneinander entfernt sind, bewegen sich voneinander weg, um einen Zusammstoß zu verhindern. Lange ging man davon aus, dass die Welt für einen Schwarmfisch klein und anonym ist und nur von seinem nächsten Nachbarn geprägt wird. Neuere Untersuchungen zeigen jedoch, dass in Fischschwärmen recht erstaunliche Vorlieben herrschen können.

Rollenteilung

So etwa beobachtete Shaun Killen von der Universität Glasgow eine Art Rollenverteilung bei Gold-Meeräschen: Die fittesten Tiere schwimmen stets an der Spitze des Schwarms. »Dieses Verhalten ist recht beständig«, erklärt Killen. »Bestimmte Fische halten sich an der Schwarmspitze auf, wohingegen andere regelmäßig am Ende zu finden sind. Es sieht nicht so aus, als ob sie die Positionen tauschen würden wie etwa Zugvögel, die sich an der vorderen Front abwechseln. Auch Jens Krause hält Fischschwärme für alles andere als anonym. An südamerikanischen Guppys sahen die Forscher, dass diese unterscheiden, mit welchem Schwarmgenossen sie lieber interagieren oder schwimmen, dabei kann es zu einer regelrechten Cliquenbildung kommen. Besonders spannend: Kooperative Fische scheinen eine starke Tendenz zu haben, sich mit anderen kooperativen Schwarmmitgliedern zusammenzutun, unkooperative Artgenossen werden eher gemieden. Den Kern der Gesellschaft bilden bei Guppys große Weibchen. Daneben gibt es kleinere und größere Cliquen und ein reges Kommen und Gehen – der Schwarm gruppiert sich alle 14 Sekunden neu. Aber sobald ein Angreifer naht, begeben sich die Tiere rasch zu ihren vertrauten Kumpanen. Krause ist sicher: Fische, die sich häufig begegnen, erkennen einander. »Vielleicht am Schleimgeruch, am Aussehen oder am Urin. Wir wissen es noch nicht.«

Die Wissenschaft versteht das Phänomen der Schwärme noch immer nur bruchstückhaft. Doch das Thema ist nicht mehr nur ein naturwissenschaftliches, auch Soziologie und Wirtschaft interessieren sich zunehmend. Gesetze des Schwarmverhaltens werden für die Steuerung von Massenpaniken herangezogen, Firmen setzen bei der Entwicklung von neuen Produkten auf die »Schwarmintelligenz«, und auch Managementkonzepte bauen auf der Thematik auf. Es bleibt also spannend – nicht nur für Taucher.

Credits

An der Entstehung des Artikels wirkten beratend mit:

›Dr. Paolo Domenici, Italian ­Research Council (CNR), Institute IAMC at ­Oristano, Italy

›Dr. Shaun S. Killen, Institute of Bio­diversity, Animal Health and Comparative Medicine, University of Glasgow

›Prof. Dr. Ashley Ward, School of Biological Sciences, University of Sydney