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Mathematik: Wunderbare Schneckenhäuser

Welche mechanischen Kräfte formen die kunstvollen Behausungen von Muscheln und Schnecken?
Röntgenaufnahme einer SeeschneckeLaden...

Weichtiere sind fabelhafte Architekten. Sie bauen Häuser, die ihre sensiblen Körper vor Raubtieren und Umwelteinflüssen schützen. Ihre prachtvollen Schalen sind ungewöhnlich widerstandsfähig – und schön. Häufig weisen die Behausungen komplexe Formen auf, die in nahezu perfekter mathematischer Regelmäßigkeit erscheinen. Die Schalen von Perlbooten etwa zeigen ein logarithmisches Spiralmuster, das mit dem goldenen Schnitt zusammenhängt. Nun dürften diese evolutionär vergleichsweise einfachen Organismen sicherlich kein tieferes mathematisches Verständnis besitzen. Wie können sie dann aber so präzise und komplizierte Muster produzieren?

Vor über 100 Jahren haben Forscher erkannt, dass auch Zellen, Gewebe und Organe den gleichen physikalischen Kräften unterliegen wie die übrige Materie. Die meisten Biologen des 20. Jahrhunderts ignorierten jedoch diese Tatsache und untersuchten meist nur, inwiefern Gene und Proteine natürlich auftretende Muster erzeugen. Erst in den letzten Jahrzehnten haben sie begonnen, auch mathematische und physikalische Modelle in ihr Forschungsgebiet einzubeziehen ...

April 2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft April 2019

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  • Quellen

Chirat, R. et al.: Mechanical basis of morphogenesis and con­vergent evolution of spiny seashells. Proceedings of the National Academy of Sciences 110, 2013

Erlich, A. et al.: Morphomechanics and developmental con­straints in the evolution of ammonites shell form. Journal of Experimental Zoology, Part B 326, 2016