Schwarmverhalten

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Der Begriff Schwarmverhalten bezeichnet das Verhalten von Fischen, Vögeln und Insekten sich zu Aggregationen von Tieren meist gleicher Größe und Anordnung zusammenzuschließen. Oft wandern sie in eine Richtung. Typische Schwarmtiere sind Hering und Krill. Es können sich jedoch auch Mischschwärme bilden aus Tieren unterschiedlicher Art und Größe. Vorteile ergeben sich bei der Nahrungssuche und im Schutz vor möglichen Fressfeinden.

Bei Landsäugetieren spricht man bei ähnlichem Verhalten von einer Herde.

Die physiologische Basis, die es den Individuen eines Schwarm ermöglicht, sich in der beobachtbaren Synchronizität zu bewegen, wird in den Spiegelneuronen vermutet.

Interessante Ergebnisse brachten Computersimulationen von Schwärmen, die 1986 von Craig Reynolds zum ersten Mal wirklich modelliert wurden. ^[1] Das Prinzip basiert auf drei Regeln, die die einzelnen Agenten (Individuen/Boids) beachten:

1. Bewege dich in Richtung des Mittelpunkts derer, die du in deinem Umfeld siehst.
2. Bewege dich weg, sobald dir jemand zu nahe kommt.
3. Bewege dich in etwa in dieselbe Richtung wie deine Nachbarn.

Als Folge dieser Regeln auf Individuenebene ergibt sich eine Gesamtstruktur, nämlich der Schwarm. Man spricht von Emergenz.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern um Jens Krause ^[2] der Universität Leeds erforschte, dass ein strukturelles Gedächtnis in Fisch- und Vogelschwärmen dafür sorgt, dass auf eine spezielle Schwarmformation immer eine ganz bestimmte nächste folgt. So ordnen sie sich zunächst in einen ungeordnet chaotischen Schwarm wie bei Mückenschwärmen, und bilden als nächstes einen Torus.

  Viele Arten von Zugvögeln fliegen allerdings nicht in Schwärmen, sondern in V-förmigen Zügen oder, wie zum Beispiel die Kraniche, auch in langen Ketten schräg hinter einander. Computermodelle für Schwarmverhalten waren lange Zeit daran gescheitert, solche V-Formationen aus einem Schwarm zufällig angeordneter, vom Boden auffliegender Tiere zu berechnen. Valmir Barbosa und Andre Nathan (Universidade Federal do Rio de Janeiro) berichteten im Frühjahr 2007, ^[3] das Problem gelöst zu haben: Durch die Kombination von bloß zwei Vorgaben für jedes Tier.:

1. Nutze den Auftrieb, den der Flügelschlag eines vor dir fliegenden Vogels verursacht.
2. Nimm dabei eine Position ein, von der aus du ungestört nach vorn blicken kannst.

Diese Modellrechnungen gingen von Schwärmen mit bis zu 35 Tieren aus, und egal, wie diese Tiere zunächst angeordnet wurden: Immer entstand schließlich eine ordentliche Formation.

Weil Menschen in Panik instinktiv so reagieren wie Fische und Vögel, kann man das Schwarmverhalten auch auf Menschenansammlungen übertragen - und so die nahe liegenden Fluchtwege in Gebäuden wie Fußballstadien oder Konzerthallen bestimmen.

Einzelnachweise

1. ↑ www.red3d.com Craig Reynolds' Seite zu Boids-Links, Applets, u.a. (auf Englisch)
2. ↑ Literaturliste von Jens Krause
3. ↑ arXiv.org Andre Nathan, Valmir C. Barbosa: V-like formations in flocks of artificial birds. published online: arXiv:cs/0611032v2 [cs.NE]

Siehe auch

• Schwarmfisch
• Schwarmintelligenz
• Wanderheuschrecken
• Partikelsystem