Die Perfektion der Natur: Eine mathematische Sichtweise

Dezember 1, 2017
Bienenwabe
Was haben Schneeflocken, Bienenwaben und Facettenaugen gemeinsam? Copyright: Pixabay

Die Honigbiene gilt gemeinhin als fleißiges Tier. Ihr gesamtes Leben verbringt sie mit Futtersammeln, Brutpflege oder dem Schutz des Bienenvolkes vor Angreifern. Und dabei ist nicht nur die einzelne Biene perfekt durchorganisiert. Als Schwarm funktionieren die Stechinsekten in einer vollkommenen Einheit. Jede kennt ihren Platz und weiß, was sie zu tun hat.

Die Bienenwabe ‒ Perfektion in Form und Funktion

Auch beim Bau des Bienenstocks und der Wabenstruktur gilt die Biene als Perfektionistin im Tierreich. Untersuchungen haben ergeben, dass das Sechseck die perfekte Form für eine Honigwabe aufweist. Der Kreis, der zwar die kürzeste Begrenzungslinie hat und somit am meisten Inhalt aufnehmen könnte, eignet sich nicht, weil seine Oberfläche sich nicht lückenlos mit anderen Kreisen überdecken ließe. Da jedoch möglichst wenig Wachs verwendet werden soll, müssen die Zellwände von mehreren Zellen gleichzeitig genutzt werden. Zwar wäre dies auch mit anderen Formen, wie beispielsweise dem gleichseitigen Dreieck oder dem Quadrat möglich, doch das Sechseck bietet die optimalste Form. Sein Rauminhalt verhält sich zum Umfang, also zum verbauten Wachs, am günstigsten.

Perfektion der Natur

Neben Bienenwaben, Molekülen oder Facettenaugen bilden auch Schneeflocken perfekte Sechsecke. Copyright: Pixabay

Und nicht nur Bienen verwirklichen diese sechseckige Struktur. Wenn man sich in der Natur umschaut, findet man zahlreiche Beispiele für Sechsecke: Ob Schneeflocken, organische Moleküle oder Pflanzenzellen ‒ sie alle folgen meist dem optimalen sechseckigen Aufbau. Auch das Facettenauge von Insekten ist nach diesem Prinzip gebaut.

Was Menschen von der Natur lernen können

Neben der sechseckigen Struktur können wir uns noch weitere Dinge von der Natur abschauen und für unser alltägliches Leben nutzen. So haben sich Flugzeugbauer die Gesetze der Aerodynamik angeeignet und Maschinen gebaut, die an der windschnittigen Körperform von Vögeln orientiert sind.

Flugzeug

Flugzeugbauer orientieren sich an der Körperform von Vögeln. Copyright: Pixabay

Auch die Navigationssysteme im Tierreich sind denen des Menschen weit voraus. Belugawale beispielsweise, deren Orientierungssinn als einer der besten unter den Meerestieren gilt, orientieren sich mithilfe von Klicklauten, die sie in einem gebündelten Strahl aussenden. Sie sind auf diese Weise ständig damit beschäftigt, anhand der Reflexionen den richtigen Weg zu kalkulieren. So oft Techniker auf der ganzen Welt sich bemühen, die Natur nachzuahmen oder zu übertreffen, so oft werden sie scheitern. Denn die Natur rechnet nicht. Sie verfolgt diese Prinzipien ganz intuitiv.

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