Direkt zum Inhalt

Wie entsteht ein Schneckenhaus?

Auf den ersten Blick haben Schnecken mit den Kaninchen nichts gemein - wenn da nicht ein mittelalterlicher Mathematiker auf ein Problem gestoßen wäre. Der Bioniker Knut Braun bringt Licht in das Dunkel dieser Geschichte.

Im Jahr 1202 hat der Mathematiker Leonardo Pisano Fibonacci (1170-1240) in seinem Buch "Liber Abaci" ("Buch der Rechnungen") seine berühmte Frage zur Fortpflanzung eines einzigen Kaninchenpaars gestellt. Wenn dieses Paar nach zwei Monaten ein neues Kaninchenpaar wirft und dann monatlich jeweils ein weiteres Paar und sich diese neugeborenen Paare auf die gleiche Weise vermehren, wie viele Kaninchenpaare gibt es dann nach einem Jahr?

Heraus kam die Folge der Fibonacci-Zahlen:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144.

Man addiert also zunächst die beiden ersten Glieder und ergänzt die Reihe mit dem Ergebnis. Aus eins und eins wird zwei. Nun addiert man die vorletzte Zahl der Reihe hinzu und erweitert sie mit dem Ergebnis: zwei plus eins ergibt drei. Und so geht es immer fort: drei plus zwei, fünf plus drei und so weiter – bis es nach zwölf Monaten genau 144 Kaninchenpaare gibt. Theoretisch jedenfalls …

Die Fibonacci-Zahlen stehen in einem engen Zusammenhang mit dem goldenen Schnitt. Mit ihnen lassen sich zahlreiche Wachstumsvorgänge in der Natur beschreiben – auch die Spiralform von Schneckenhäusern.

Solche Schalen können riesige Dimensionen annehmen: Die größten Ammoniten der Kreidezeit, fossile urzeitliche Verwandte der Tintenfische, maßen 2,5 Meter im Durchmesser.

Bei allen Unterschieden in der Ausgestaltung der Schale erfolgt ihr Wachstum meist nach ein und demselben Prinzip: Das die Schale unterlagernde Gewebe (Mantel) bildet im Bereich des Mantelrands neues Schalenmaterial. Hier stellt eine Zone von Sekretzellen so genannte Glykoproteine her, die zur äußeren organischen Schicht polymerisieren. Darunter dienen Proteine als Kristallisationskeime für Kalziumkarbonat: Die Kalkschale entsteht.

Da die Kristallisation rhythmisch erfolgt, kommt es zu unterschiedlicher Kristallbildung: Unmittelbar unter der Außenschicht entstehen aufrechte Prismen (Ostracum), nach innen folgen bei vielen Gruppen plattenförmige Kristalle, deren Lage und Dicke im Licht Interferenzfarben entstehen lassen (Perlmutterschicht). Wenn Fremdkörper oder Parasiten in den Bereich oberhalb des Mantelepithels gelangen, werden sie bei Muscheln von derartigen Kristallen umschlossen. So entstehen zum Beispiel Perlen.

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

Partnerinhalte