Mechanik, die bewegt - wissenschaft.de
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Mechanik, die bewegt

Der Bau des Bewegungsapparats aller Tiere vom Vogel über den Vierbeiner bis hin zum Fisch gehorcht einheitlichen Gesetzen. So weisen Fische ein ähnliches Verhältnis von Körpermasse und -größe auf wie vierbeinige Landtiere oder fliegende Tiere. Das sagen amerikanische Biologen, die den Körperbau vieler verschiedener Tiere miteinander verglichen haben.

Die Gesetze der Physik seien für alle Tiere gleich, egal ob sie fliegen, schwimmen oder laufen, erklärt Studienleiter James Marden. Prägend sind dabei die Schwerkraft sowie die Dichte und Masse des Tierkörpers. Auch gelte in der Tierwelt das physikalische Prinzip, dass die Vorgänge immer mit dem geringstmöglichen Energieaufwand ablaufen, fügt sein Kollege Adrian Bejan hinzu. Auf dieser Grundlage hätte sich auch die Mechanik des Laufens, Fliegens und Schwimmens in der Tierwelt sehr ähnlich entwickelt ? ungeachtet der gewaltigen Größenunterschiede.

Dafür haben die Forscher in den vergangenen Jahren eine Fülle von Beispielen zusammengetragen. Beispielsweise entspricht das Verhältnis von Schrittfrequenz und Gewicht bei rennenden Landwirbeltieren dem der Flossenschläge und Masse von Fischen. Übereinstimmungen fanden sie auch beim Vergleich so unterschiedlicher Tiere wie Stubenfliegen, Vögeln und Fledermäusen: Im Verhältnis zur Größe ihrer Flugmuskulatur können alle nahezu die gleiche Last tragen.

Schwierigkeiten bereitete den Forschern vor allem die Erklärung, warum die Gesetzmäßigkeiten auch für Fische gelten, obwohl diese im Wasser der Gravitation nicht so unmittelbar ausgesetzt sind wie Landtiere oder Vögel. Doch da Fische beim Schwimmen Wasser verdrängen müssen, das dabei nach oben gedrückt wird, „leben auch sie im physikalischen Reich der Läufer und Flieger“, erläutert Marden. Auch wenn die Evolution immer eine Fülle von Formen hervorbringe ? die universellen Gesetzmäßigkeiten würden auch auf einem fremden Planeten zu beobachten sein oder wenn die Evolution auf der Erde noch einmal von vorn begänne, glauben die Wissenschaftler.

James Marden (Penn State University, University Park), Adrian Bejan (Duke University, Durham) et al.: Journal of Experimental Biology, Bd. 209, S. 238 ddp/wissenschaft.de ? Ulrich Dewald
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