Das Fermatsche Prinzip kennen viele aus dem Physik-Unterricht: Es besagt, dass Licht immer den schnellstmöglichen Weg wählt. Bei einem sogenannten Phasenübergang – beispielsweise von der Luft ins Wasser oder umgekehrt – verlaufen Lichtstrahlen daher nicht in einer geraden Linie, sondern mit einem Knick. Dasselbe Phänomen lässt sich im Reich der Insekten finden, wie Forscher der Universität Regensburg gezeigt haben: Ameisenstrassen weisen zwischen Nest und Futterstelle einen Knick auf, wenn die Tiere gezwungen werden, auf verschieden rauen Oberflächen zu laufen, auf denen sie unterschiedlich rasch vorwärtskommen.

Leckere Kakerlaken
Die Forscher sammelten die Ameisen von der Art Wasmannia auropunctata in Israel. Von einer kleinen Plastikbox aus konnten die Tiere über eine Kartonbrücke eine 50 mal 45 Zentimeter grosse Fläche erreichen, auf der die Forscher Küchenschaben als Futter platzierten. Für ihren Versuch teilten die Forscher die Fläche in zwei Hälften, die sie jeweils mit unterschiedlichen Materialen bedeckten. Sie experimentierten mit Kunststoffglas und mit glattem sowie rauhem Polyesterfilz.

Die Wissenschafter massen die Gehgeschwindigkeit einzelner Ameisen auf den verschiedenen Materialien massen und stellten fest, dass die Geometrie der entstehenden Ameisenstrassen dem Fermatschen Prinzip folgte: Die Ameisen passten ihren Weg den jeweiligen Gegebenenheiten so an, dass sich der Anteil der Strecke auf dem mühseligeren Untergrund verringerte und sie ihr Futter schnellstmöglich erreichten.

Auch Menschen folgen diesem Prinzip intuitiv; zum Beispiel, wenn ein Rettungsschwimmer den schnellsten Weg über den Strand und durchs Wasser zu einem Ertrinkenden nehmen muss. Da er sich im Wasser nicht so schnell fortbewegen kann wie an Land, wird er nicht den direkten Weg wählen, sondern eine längere Strecke auf dem Strand laufen.

Die Studie wurde in der frei zugänglichen Online-Fachzeitschrift PLOS One publiziert.