Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entschlüsseln Formgebung der Natur

04.05.2009
Lebewesen bewegen sich wie unbelebte Fließsysteme

Tiere und andere Lebewesen entwickeln ihre Bewegungsabläufe nach dem gleichen Prinzip wie die fließende unbelebte Natur. Das behaupten der Mechanikwissenschaftler Adrian Bejan von der Duke University und der Biologe James Marden von der Penn State University im Fachjournal Physics of Life Review.

Sie entdeckten, dass ein Gesetz zur Entstehung fließender Formen von Mineralien, Wasser, Luft und Himmelskörpern auch für alle Lebewesen wie Pflanzen, Tiere, Pilze, Einzeller und Bakterien gültig ist. Die Evolution ihrer Bewegung verfolge laut den Forschern ebenfalls stets das Ziel, ins Gleichgewicht zu kommen und Widerstände zu minimieren.

"Die Evolution der belebten Natur geschieht analog zur Formentwicklung bei unbelebten Fließsystemen", erklärt Bejan. Diese Erkenntnis könne verschiedenartige Perspektiven aus unterschiedlichen Disziplinen miteinander vereinen.

Bejan führt diese Aussage auf das konstruktale Gesetz zurück, das er 1996 selbst entwickelt hat. Es besagt, dass Fließsysteme ihre Ströme ständig optimieren müssen, um zeitlich zu überleben. Beobachten kann man dieses Prinzip bei der Formentwicklung von Verästelungen von Lungen und Flussdeltas bis hin zu Turbulenzen, Flussdesigns und sogar sozialen Dynamiken. Das Gesetz kann auch zur Vorhersage der Formentwicklung angewandt werden.

Bisher war jedoch nicht bekannt, dass es auch für die Entwicklung der Bewegung aller Lebewesen zutrifft. "Die Entdeckung, dass Tierbewegungen durch das konstruktale Gesetz erklärbar sind, lässt darauf schließen, dass bei bestimmter Schwerkraft und Gewebedichte immer dieselben Grundmuster entstehen", so Bejan. Das Prinzip sei unabhängig von der Tatsache gültig, dass man das genaue Aussehen von Tieren zum Zeitpunkt des Evolutionsbeginns nicht voraussagen könne, und gelte auch auf anderen Planeten.

Auf die Spur dieses Prinzips kamen die Wissenschaftler durch den Versuch, Schwimm-, Lauf- und Flugbewegungen verschiedener Tierarten durch dieselbe Formel zu erklären. Bisher war die Wissenschaft davon ausgegangen, dass sich Schwimmbewegungen grundsätzlich von anderen Fortbewegungsformen unterscheiden, da Tiere im Wasser nicht den Gesetzen der Schwerkraft unterliegen.

Bejan bezeichnet Vögel und Landtiere als "Gewichtsheber", da ihre Fortbewegung stets Kraftaufwand zwischen dem unnachgiebigen Erdboden und der unbegrenzten Beschränkung des Himmels bedeuten. Fische besitzen laut dem Wissenschaftler jedoch durch den Meeres- oder Seegrund ebenfalls einen solchen Boden. Da in Folge das Wasser über und um Fische wie die Luft bei Läufern und Fliegern strömt, seien Fische auch Gewichtheber, was ihre Fortbewegungsform ebenfalls durch das konstruktale Gesetz beschreibbar mache.

Johannes Pernsteiner | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.duke.edu
http://www.psu.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik