Wissen : Sind tausend Idioten klüger als ein Genie?

Die dreidimensionale Struktur von Aminosäuren bestimmen, um unter anderem die Funktion von Antikörpern zu bestimmen? Kein Problem. Die Schwarmintelligenz löst wissenschaftliche Probleme.

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Mit dem Ochsen-Experiment wollte der britische Naturforscher Francis Galton eigentlich die Dummheit der Masse beweisen.
Mit dem Ochsen-Experiment wollte der britische Naturforscher Francis Galton eigentlich die Dummheit der Masse beweisen.Foto: dpa

Es gibt Wahrheiten, die will ein Wissenschaftler gar nicht wahrhaben. Beispielsweise die, dass tausend Idioten klüger sein können als ein Wissenschaftler.

Als der britische Naturforscher Francis Galton 1906 sein berühmtes Ochsen-Experiment durchführte, wollte er eigentlich die Dummheit der Masse beweisen. Auf der jährlichen Nutztierschau in Plymouth konnten Besucher raten, wie viel das Fleisch eines Ochsen nach dem Schlachten und Zerlegen auf die Waage bringt. Galton wertete die Wettscheine aus und kam zu einem verblüffenden Ergebnis: Obwohl die große Mehrheit der Teilnehmer keine Fachleute waren und sich viele erheblich geirrt hatten, wich der Mittelwert aller Schätzungen nur um 0,8 Prozent vom tatsächlichen Gewicht des Ochsenfleisches ab. Seitdem wurde in vielen ähnlichen Experimenten bewiesen, dass die „dumme Masse“ beim Raten erstaunlich gut ist. Bei „Wer wird Millionär?“ liegt der Publikumsjoker angeblich sogar in 90 Prozent der Fälle richtig.

Wissenschaftler, für die es immerhin um nicht weniger als ihre eigene Daseinsberechtigung geht, haben für die „Weisheit der Vielen“ allerdings eine simple Erklärung: das „Gesetz der großen Zahlen“. Demnach nähert sich der Mittelwert einer großen Zahl von Schätzungen automatisch dem wahren Wert an, auch wenn die einzelnen Schätzer weit daneben- liegen. Aus demselben Grund bilden sich Ameisenstraßen auf dem kürzesten Weg zwischen Ameisenhügel und Futterplatz, obwohl keine Ameise die Strecke oder einen Plan im Kopf hat.

Diese „Schwarmintelligenz“ funktioniert allerdings nur bei Problemen, die von den Individuen zumindest grob bewertet werden können: Ameisen erkennen an den Duftstoffen ihrer Artgenossen, ob ein Weg viel benutzt wird, und die Messebesucher in Plymouth hatten eine Vorstellung davon, wie groß ein Kilo Fleisch ist. Wenn bei Schätzversuchen zu schwierige Fragen gestellt werden, liegt die Antwort der Masse dagegen voll daneben. Bei wissenschaftlichen Problemen gilt deshalb der Grundsatz „Vox populi, vox Rindvieh“.

Am Sonntag veröffentlichten Forscher der Universität Washington (University of Washington, Seattle) das Ergebnis eines erstaunlichen Experimentes. Mit Hilfe eines Internetspieles klärte ein Schwarm tausender Nichtfachleute die komplizierte Struktur eines Virusproteins (aus dem Affenvirus M-PMV) auf, an der sich Molekularbiologen seit Jahren die Zähne ausgebissen hatten.

Die Reihenfolge der 22 verschiedenen Aminosäuren, aus denen Proteine bestehen, ist heutzutage einfach zu bestimmen. Für die Funktion von Antikörpern, Virusbestandteilen und anderen Proteinen ist jedoch ihre dreidimensionale Struktur verantwortlich. Jede Aminosäure lässt bestimmte Drehungen und Biegungen der Proteinkette zu, die Kettenglieder ziehen sich untereinander an oder stoßen sich ab und haben anziehende oder abstoßende Wirkung auf das Wasser in der Umgebung. Deshalb sind schon für einige hundert Aminosäuren astronomisch viele räumliche Anordnungen möglich. In welche Form sich ein Protein in der Natur tatsächlich faltet, kann kein Supercomputer berechnen.

Um die räumliche Struktur der Proteine zu bestimmen, werden sie kristallisiert und mit einem Röntgenstrahl (oder anderen Strahlenarten) durchleuchtet. Aus den entstehenden Beugungsmustern kann die räumliche Anordnung der Aminosäuren berechnet werden. Die Röntgenstrukturanalyse funktioniert aber nur, wenn zumindest für einige Aminosäuren ungefähre Koordinaten bekannt sind – zum Beispiel aus der Struktur eines ähnlichen oder modellierten Proteins.

Die Washingtoner Forscher entwickelten dafür das Online-Computerspiel „Foldit“, bei dem Aminosäureketten so gefaltet werden müssen, dass sie eine möglichst stabile dreidimensionale Form annehmen. Je besser die Struktur, desto mehr Punkte gibt es. Das Ergebnis des Experimentes war ein grobes Modell des gesuchten Virusproteins, aus dem die für die Röntgenstrukturanalyse benötigten Koordinaten entnommen werden konnten – die „Weisheit der Vielen“ hat durch Intuition und räumliches Vorstellungsvermögen geschafft, wozu bisher kein Großrechner in der Lage war.

Der Autor ist Mikrobiologe und Direktor des Instituts für Biologische Sicherheitsforschung in Halle.

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