Trotz jahrhundertelanger Forschung überrascht uns die Natur immer wieder mit unerwarteten Phänomenen. Einige davon sind vielleicht nicht ganz neu, allerdings verlieren sie dadurch nichts an ihrer Faszination. Viele beeindruckende Besonderheiten können wir uns dabei auf spezielle Weise zu Nutze machen.

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Die Natur versetzt uns immer wieder ins Staunen.

Die Natur versetzt uns immer wieder ins Staunen.

Beim der Herstellung von Bier und Whisky kommen hauptsächlich Gerste, Wasser und Hefe zum Einsatz.

Besondere gesundheitliche Vorteile bietet vor allem dunkle Schokolade.

Bambus kann bis zu 30 Zentimeter am Tag wachsen.

Bienen summen im Flug scheinbar immer in B-Dur.

Bei der Konstruktion von Gebäuden werden immer wieder Prinzipien aus der Natur angewandt.

Ein Termitenhügel gilt als klimatechnische Meisterleistung.

Das Geschrei von Babys orientiert sich bereits an der Melodie der jeweiligen Muttersprache.

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Die Natur versetzt uns immer wieder ins Staunen.

Naturkundliche Museen oder Sendungen zu neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen erfreuen sich nach wie vor großer Beliebtheit. Fesselnde Beiträge über besondere Orte auf unserer Welt oder erstaunliche Gegebenheiten aus der Tier- und Pflanzenwelt sind immer wieder beeindruckend. Wir haben eine Auswahl an überraschenden Erkenntnissen zusammengetragen über die man einfach nur staunen oder mit denen man beim nächsten Smalltalk für überraschte Gesichter sorgen kann.

Besondere Phänomene als Vorbilder für neue Entwicklungen

Ein Besuch im Zoo oder in einem botanischen Garten – nicht nur für Kinder, auch für Erwachsene ist dies immer ein spannender Ausflug. Wir können uns der Faszination der Natur einfach nur schwer entziehen. Exotische Tiere und Pflanzen, ein spektakulärer Sonnenuntergang oder eine eindrucksvolle Landschaft: Solche Dinge sorgen immer wieder für Erstaunen.

Die Natur hat der Menschheit mit ihrer unglaublichen Fülle und Diversität dabei schon immer als Inspirationsquelle gedient. Zahlreiche Erfindungen und technische Innovationen orientieren sich an natürlichen Vorbildern. Heute wird im Bereich der Bionik, der Kybernetik, der Pharmazie oder den Materialwissenschaften gezielt nach Phänomenen geforscht, die sich auf andere Weise nutzen lassen.

Unerschöpfliche Inspirationsquelle

Bionik oder Biomimetik – das sind die Fachbegriffe zu diesem Forschungsansatz, der sich „Erfindungen“ der Natur zum Vorbild nimmt. Besonders leichte Konstruktionen in der Architektur, die Entwicklung der ganz speziellen Form des Flugzeugs, oder die Verbesserung unseres Abfallmanagements: Für alle möglichen Bereiche unseres alltäglichen Lebens hat die Natur eine spezielle Lösung parat.

Nicht immer sind diese so offensichtlich wie etwa das Übertragen einer aerodynamischen Form aus der Tierwelt oder der Nutzung spezieller Bakterien zur Fermentierung von Lebensmitteln. Manchmal muss auch ein Mikroskop zu Hilfe genommen werden, um den Geheimnissen der natürlichen Vorbilder auf die Spur zu kommen. Der altbewährte Klettverschluss oder wasserabweisende Oberflächen können hier als Beispiele genannt werden. Gerade in der Betrachtung mikroskopischer Details sehen die Forscher noch viel Potential für künftige Innovationen.

Phänomene aus der Welt der Lebensmittel

Früher waren es vor allem Methoden, um Lebensmittel haltbar oder genießbar zu machen, welche die Menschen sich von natürlichen Vorbildern übernommen haben. Heute sind Lebensmitteltechniker damit beschäftigt, bestimmte Geschmacksrichtungen aus natürlichen Zutaten zu isolieren oder die genaue Wirkungsweise verschiedener Stoffe zu analysieren. Kurzum: Das spezielle Wissen um verschiedene Vorgänge und Eigenschaften haben unseren Speiseplan und unsere Ernährungsgewohnheiten entscheidend beeinflusst.

Was haben Bier und Whisky gemeinsam?

Bier und Whisky – nicht nur in Punkto Alkoholgehalt weisen diese beiden Getränke entscheidende Unterschiede auf. Auch geschmacklich sind die Genussmittel sehr unterschiedlich. Dabei bestehen sie beinahe exakt aus den selben Zutaten. Neben Wasser kommt jeweils noch Gerste und Hefe zum Einsatz.

Die Gärung folgt bei beiden Getränken denselben biologischen Prozessen. Beim Mälzen wird die Gerste mehrere Tage vorgekeimt und dann unter Wärmeeinwirkung wieder getrocknet. Um die in den Gerstenkörnern enthaltene Stärke in Zucker umzuwandeln, genügt beim Bierbrauen der Vorgang des Maischens. Dabei wird das gekeimte und geschrotete Korn mit Wasser vermengt und erhitzt.

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Foto: Fotolia.com, © VIKTORIIA

Beim der Herstellung von Bier und Whisky kommen hauptsächlich Gerste, Wasser und Hefe zum Einsatz.

Um einen höheren Alkoholgehalt zu erlangen, wird bei der Herstellung dann noch Hefe zugesetzt. Geschmacklich wirkt sich diese beim Whisky später allerdings kaum aus. Beim Bier hingegen bestimmt der Einsatz von sogenannter obergäriger oder untergäriger Hefe den späteren Biertyp. Beim Bier wird nun noch Hopfen hinzugefügt, der zur Würze des Getränks beiträgt.

Um Whisky zu erhalten, muss die Maische nicht nur Gären, sondern wird in einem Kupferkessel gebrannt. Dieser Vorgang stellt somit den entscheidenden Unterschied dar. Bei der Destillation kann durch die Dauer des Kontaktes mit dem Kupfermaterial des Kessels übrigens ebenfalls der Geschmack des Endergebnisses beeinflusst werden. Seinen spezifischen Charakter bekommt der Whisky jedoch vor allem durch die Lagerung in Eichenfässern, wobei besondere Aromen in das Getränk übertragen werden.

Aus rot mach weiß

Bleiben wir in der Welt der alkoholischen Genussmittel. Auch bei der Weinherstellung gibt es bemerkenswerte Phänomene. Die Welt der Freunde des besonderen Traubensaftes teilt sich dabei zunächst in zwei Hälften: Da sind jene, die den Rotwein bevorzugen und jene, die lieber einen Weißen trinken. Und dann gibt es ja auch noch den Rosé.

Bei den Trauben existieren dabei rote und weiße Rebsorten. Was einige nicht wissen ist die Tatsache, dass Weißwein durchaus auch aus roten Trauben gewonnen werden kann. Doch wie gelingt dieser Kunstgriff? Das Geheimnis liegt in der Schale der Früchte. Denn viele rote Rebsorten verfügen über helles Fruchtfleisch – die roten Farbstoffe konzentrieren sich hingegen in der Schale.

Beim Auspressen muss dann besonders behutsam vorgegangen werden, damit die rote Hülle nicht auf den Saft „abfärbt“. Der höhere Aufwand lohnt sich laut Experten, da auf diese Weise besondere Aromen erzeugt werden können.

Der größte Unterschied bei der Herstellung der beiden Weintypen besteht darin, dass beim Rotwein zuerst die Gärung stattfindet und anschließend gekeltert wird. Beim Weißwein wird genau umgekehrt vorgegangen.

Nach dem Maischen, also dem Zerquetschen der Beerenfrüchte, gärt beim Rotwein die vollständige Traube inklusive der Schale. Danach wird beim Keltern der entstandene Most ausgepresst. Für einen Weißwein muss die Maische direkt ausgepresst werden um sicherzustellen, dass keine Farbstoffe aus der Schale hinzukommen. Hier vergärt dann nur noch der reine Traubensaft.

Gesunde Schokolade?

Es gibt wohl kaum jemanden, der Schokolade nicht gerne mag. Das bittersüße Genussmittel aus Zucker und Kakao gibt es in unzähligen Varianten, da ist für jeden eine Lieblingssorte mit dabei. Schokolade zählt heute zu den beliebtesten Süßigkeiten überhaupt. Allerdings sind sich professionelle und selbsternannte Schokoexperten meist nicht einig, wie gesund die Leckerei tatsächlich ist.

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Foto: Fotolia, © Sebastian Duda

Besondere gesundheitliche Vorteile bietet vor allem dunkle Schokolade.

Vielen ist zwar bekannt, dass bestimmte Bestandteile der Schokolade eine stimmungsaufhellende und aphrodisierende Wirkung auf uns ausübt und für Glücksmomente bei uns sorgt. Dennoch ist uns genauso bewusst, dass sich der enthaltene Zucker- und Fettanteil dabei meist direkt auf unsere Hüfte niederschlägt.

Immer wieder tauchen jedoch Studien auf, welche die besonderen gesundheitlichen Vorzüge der Schokolade in den Vordergrund rücken. Solche Berichte werden von Schokoliebhabern nur zu gerne als Ausrede für einen ausufernden Konsum zur Rate gezogen.

Dennoch lassen sich bestimmte positive Auswirkungen ganz klar wissenschaftlich belegen. Kakao zählt unter anderem zu den größten natürlichen Magnesiumquellen – ein Mineralstoff, der wichtig für einen gesunden Organismus ist. Zahlreiche enthaltene sekundäre Pflanzenstoffe wie verschiedene Flavonoide wirken antioxidativ, unterstützen so das Immunsystem und beugen Arteriosklerose vor. Zudem wirken sich Polyphenole positiv auf den Cholesterinspiegel aus.

Allerdings kommt hier das große aber: Die meisten wissenschaftlichen Studien beziehen sich dabei auf das rohe Kakaopulver oder dunkle Schokolade, die einen hohen Kakao- und einen geringen Zuckeranteil aufweist. Letzterer kann sämtliche Vorteile nämlich wieder zunichtemachen.

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Foto: Fotolia, © canonieri

Bambus kann bis zu 30 Zentimeter am Tag wachsen.

Die mannigfaltige Tier- und Pflanzenwelt überrascht uns immer wieder mit beeindruckenden Phänomenen. Obwohl die Menschen über Jahrhunderte bereits viele Erkenntnisse gesammelt haben, kommen immer wieder neue interessante Dinge ans Tageslicht, die uns in Erstaunen versetzen.

Wenn Pflanzen den Turbo einlegen

Bambus kann in der Pflanzenwelt gleich mit mehreren Besonderheiten Punkten. Das Gewächs ist äußerst anpassungsfreudig und ist deshalb in vielen Teilen unserer Erde zu finden. Eine Ausnahme bildet hierbei die Antarktis. Auch in Europa ist das Süßgras eigentlich nicht heimisch, dennoch sind hier inzwischen einige Bestände vorhanden – allesamt durch das Kultivieren von Menschenhand entstanden. Allerdings gilt die Pflanze als etwas frostempfindlich, somit kommt nicht jeder Standort in Frage.

Bambus zählt zu den am schnellsten wachsenden Pflanzen überhaupt. Die besondere Gräserart kann dabei innerhalb kürzester Zeit zu einem regelrechten Wald heranwachsen und überirdisch eine Höhe von rund zehn Metern erreichen. Die Sprossen können in freier Natur an einem Tag über 30 Zentimeter an Länge zulegen. Es wurde allerdings bereits ein Wachstum von drei Metern innerhalb von 24 Stunden beobachtet.

Aufgrund der spezifischen Eigenschaften findet Bambus immer häufiger Anwendung als stabiles Baumaterial oder als Werkstoff für die verschiedensten Produkte. Durch den besonderen Aufbau beim Wuchs ist er gleichzeitig sehr fest, dennoch flexibel und dabei noch relativ leicht. Aufgrund des schnellen Wachstums steigt zudem seine Bedeutung als Brennstoff.

Die fliegende Stimmgabel

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Foto: Fotolia, © sumikophoto

Bienen summen im Flug scheinbar immer in B-Dur.

Bienen haben als wichtige Beteiligte bei der Bestäubung von Pflanzen eine besondere Position unter den Insekten. Ganz nebenbei sorgen sie so dafür, dass uns pflanzliche Lebensmittel überhaupt in diesem Umfang zur Verfügung stehen. Würden sie auf der Suche nach Nektar nicht gleichzeitig Pollen von Blüte zu Blüte tragen, würden die meisten Pflanzen unbefruchtet bleiben und könnten keine Früchte ausbilden.

Die Bienen sind dabei zu einem der wichtigsten Indikatoren unseres Ökosystems geworden. Ihre Bedeutung für die weltweite Landwirtschaft ist dabei konkurrenzlos. Die Umweltschutzorganisation Greenpeace schätzt ihren Beitrag bei der Bestäubung von Pflanzen als wirtschaftlichen Wert auf rund 217 Milliarden Dollar. Dabei läuft dieser Vorgang eher beiläufig ab, denn eigentlich jagen die Bienen in erster Linie dem Nektar hinterher.

Dennoch schätzen wir noch ein weiteres Produkt, das die Bienen eigentlich selbst zur Ernährung ihres Volkes produzieren – den Honig. Eine einzelne von ihnen bringt es in ihrem Leben dabei auf etwa ein bis zwei Teelöffel. Auch wenn manche Menschen Angst vor den Tierchen haben, immerhin verfügen sie über einen durchaus bedrohlichen Stachel, dürfte klar sein, dass die Bienen einen besonderen Stellenwert in unserer Fauna einnehmen.

Ein besonderes Phänomen ist hier schließlich, dass das Summen der Bienen in der Luft beim Flug eine ganz bestimmte Frequenz aufweist, nämlich B-Dur. Das zumindest berichten verschiedene Imker. Hobbyforscher und Kabarettist Jürg Kienberger meint allerdings bei südfranzösischen Bienen auch schon mal einen A-Dur Ton vernommen zu haben. Ob die Biene also als fliegende Stimmgabel eine verlässliche Grundlage sein könnte, ist wissenschaftlich bislang noch nicht bestätigt worden.

Zart aber unzerbrechlich

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Foto: Fotolia, © KittyKat

Bei der Konstruktion von Gebäuden werden immer wieder Prinzipien aus der Natur angewandt.

Die Architektur nimmt sich immer wieder Tricks und Konzepte aus der Natur zum Vorbild, um verschiedene Bauwerke zu realisieren. Denn die Natur hat hier stets Konstruktionen entwickelt, die besonders sparsam mit dem Material umgehen, besonders leicht sind oder eine besondere Stabilität aufweisen. Sowohl die Flora als auch die Fauna dienen hier als beinahe unerschöpfliche Inspirationsquelle.

Immer wieder stoßen Wissenschaftler dabei auf erstaunliche Erkenntnisse, die auf architektonische Konstruktionen übertragen werden oder als Grundlage für neuartige Materialien dienen können. Nicht selten scheinen die natürlichen Vorbilder dabei Mechanismen entwickelt zu haben, die scheinbar die üblichen physikalischen Gesetze außer Kraft zu setzen scheinen.

Ein gutes Beispiel hierfür ist ein zarter Tiefseeschwamm, der trotz seiner fragilen Hülle dem enormen Druck der Wassermassen standhalten kann. Das bis zu 24 Zentimeter lange und fünf Zentimeter dicke röhrenförmige Lebewesen verfügt über eine Skeletthülle aus hauchdünnen, miteinander verbundenen Skelettnadeln von wenigen Mikrometern Durchmesser.

„Das Skelett dieses Geschöpfs ist ein Lehrbuchbeispiel für das Ingenieurwesen“ so die amerikanische Professorin Joanna Aizenberg von der Harvard Universität. Zusammen mit dem Max-Planck-Institut in Potsdam wurden die speziellen Eigenschaften dieses Glassschwamms genauer unter die Lupe genommen. Das besondere hier ist, „dass es dem Schwamm gelingt, eine ganze Reihe von mechanischen Konstruktionsprinzipien zu kombinieren und gleichzeitig einzusetzen“, so eine Meldung des Max-Planck-Instituts.

Insgesamt sieben verschiedene Konstruktionsschichten, die nach unterschiedlichen Methoden aufgebaut sind, machen das Skelett so stabil. Gleichzeitig können die Silikatfasern dabei Licht leiten. Wissenschaftler konnten verschiedene Prinzipen des Glasschwamms bislang bereits für die Konstruktionsweise von Glasfaserkabeln übertragen und deren Herstellung optimieren.

Das Staatliche Museum für Naturkunde in Stuttgart widmet dem Thema Baubionik seit Oktober 2017 eine eigene Ausstellung, die noch bis zum 6. Mai 2018 zu sehen ist.

Insekten als Klimatechniker

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Foto: Fotolia, © Uwe

Ein Termitenhügel gilt als klimatechnische Meisterleistung.

Ein anderes Beispiel kommt aus der Tierwelt. Diesmal standen Termiten und ihre durchdachte Konstruktion der hügelförmigen Behausungen Pate für verschiedene Innovationen in der Baubranche. Die Hügel nehmen dabei oft riesige Dimensionen an und können bis zu sieben Meter hoch werden. Da die Tiere vor allem in heißeren Klimazonen und in Savannenregionen beheimatet sind, gilt bei der Konstruktion ein besonderes Augenmerk der Temperaturregulierung.

Die Termiten erweisen sich dabei als wahre Meister der Klimatechnik. Durch verschiedene Schächte wird Frischluft in den Bau und alte Luft nach außen geleitet. Die Luftzirkulation erfolgt unter anderem durch den sogenannten Kamineffekt. Verschiedene Architekten verwendeten dieses Prinzip auch für Gebäude in besonders heißen Regionen.

Einige Termitenarten konstruieren ihre Behausungen zudem mit mehreren Ein- und Ausbuchtungen an der äußeren Hülle. Durch die vergrößerte Oberfläche dieser „Kühlrippen“ kann die Wärme des Baus effektiver an die Umgebung abgegeben werden. Die moderne Gebäudetechnik setzt diese Konstruktionsweise zur Kühlung von elektrischen Bauteilen wie LED-Glühbirnen oder bei Computerprozessoren ein.

Psychologische Phänomene

Auch bei uns Menschen selbst gibt es verschiedene Phänomene, die uns immer wieder überraschen können. Gerade unser Gehirn und die komplexen Vorgänge, die unsere Wahrnehmung aber auch unser Verhalten steuern, sind dabei noch relativ wenig erforscht.

Von Symmetrie und Ordnung

Um Informationen besser und schneller verarbeiten zu können, bedient sich unser Gehirn spezieller Muster. Bekannte Strukturen oder Regelmäßigkeiten machen es uns dabei leichter, Dinge wahrzunehmen und einzuordnen. Bestimmte Raster, eine wiederholte Anordnung oder auch Symmetrien sorgen dafür, dass das Gehirn dabei weniger arbeiten muss. Dahinter steckt am Ende ein möglichst effektiver Umgang mit unseren Ressourcen. Das Gehirn ist sozusagen in gewisser Weise auf Faulheit getrimmt.

Die Ordnungsstrukturen folgen ganz speziellen Gesetzmäßigkeiten, die von dem Psychologen Max Wertheimer kategorisiert wurden. Ähnlichkeit, Einfachheit, Kontinuität, Geschlossenheit und weitere Punkte bestimmen dabei, wie komplex oder simpel etwas wahrgenommen werden kann.

Kognitionsforscher haben noch weitere Zusammenhänge untersucht. So bewerten wir bekannte und einfache visuelle Eindrücke auch meist als positiver als Unbekannte oder Komplexere. Dies ist dabei auch eine Erklärung dafür, weshalb wir besonders symmetrische Gesichter als attraktiver einstufen.

Klare, ausgeglichene Strukturen wirken auf uns zudem beruhigender. In einer ausgeglichenen Anordnung fallen uns Irritationen dann oft störend auf. Deshalb rücken viele auch gerne ein schief hängendes Bild an der Wand gerade, denn es passt nicht in die bekannte visuelle Ordnung.

Früh übt sich

Bereits in den ersten Tagen nach der Geburt beginnt bei Säuglingen die Wahrnehmung der individuellen sprachlichen Eigenschaften, mit denen sie in ihrer Umgebung konfrontiert sind. Das Gehirn analysiert dabei zunächst erst die jeweilige Sprachmelodie, die je nach Nation ganz eigene Charakteristiken aufweist.

Im Deutschen wird meist die erste Silbe eines Wortes betont, in Frankreich hingegen ist es in der Regel die Letzte. Auch die Satzmelodie unterscheidet sich entsprechend. Dies spiegelt sich nach kurzer Zeit bereits im Geschrei der Babys wider. Säuglinge aus Deutschland schreien eher in einer ansteigenden Tonfolge, französische Babys in einer absteigenden Melodie. Hier zeigt sich, wie stark das Sprachenlernen auf Wahrnehmung und Nachahmung beruht.

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Foto: Fotolia, © Ramona Heim

Das Geschrei von Babys orientiert sich bereits an der Melodie der jeweiligen Muttersprache.

Eltern, die ihre Kinder zweisprachig erziehen wollen, müssen sich deshalb in der Regel keine Gedanken darüber machen, dass die Sprösslinge die Sprachen durcheinanderbringen. Denn gerade die charakteristische Sprachmelodie erlaubt es auch ganz intuitiv zu erlernen, an welcher Stelle ein Wort zu Ende ist und wo das nächste beginnt. Zwar verwenden bilingual erzogene Kinder durchaus öfters Vokabeln aus beiden Sprachen in einem Satz, dennoch ist ihnen bewusst, dass diese zur jeweils anderen Landessprache gehören.