Kapitel 12

Ist der Mensch der Erfinder?

1. Was sagte ein Biologe über die Menschen als Erfinder?

 „ICH habe den Verdacht“, sagte ein Biologe, „daß wir nicht die Neuerer sind, für die wir uns halten; wir sind bloß die Wiederholer.“¹ Oftmals haben Erfinder nur nachgeahmt, was Pflanzen oder Tiere schon seit Tausenden von Jahren tun. Lebewesen als Vorbilder zu nehmen ist so verbreitet, daß man eigens einen Namen dafür geprägt hat — Bionik.

2. Welchen Vergleich zog ein anderer Wissenschaftler zwischen dem Stand der von Menschen entwickelten Technik und der Natur?

² Wie ein anderer Wissenschaftler sagte, sind praktisch „alle wesentlichen Gebiete der Physik ... zum Vorteil des Lebens erschlossen und technisch genutzt worden ..., bevor der menschliche Geist ihre Funktion verstehen und beherrschen lernte“. Er fügte hinzu: „Auf vielen Gebieten hinkt die Technik noch weit hinter der Natur zurück.“²

3. Welche Fragen sollten bei der Betrachtung von Beispielen aus dem Bereich der Bionik im Sinn behalten werden?

 ³ Läßt eine Betrachtung der komplexen Fähigkeiten der Lebewesen, die der Mensch nachzuahmen versucht, den Schluß zu, allein der Zufall sei dafür verantwortlich, und das nicht nur bei einem, sondern bei einer Vielzahl nicht miteinander verwandter Lebewesen? Lehrt uns die Erfahrung nicht, daß komplizierte Konstruktionen nur das Werk eines hervorragenden Konstrukteurs sein können? Wäre es wirklich denkbar, daß der Zufall allein etwas schaffen könnte, was später nur von begabten Menschen kopiert werden kann? Behalte diese Fragen im Sinn, während du die folgenden Beispiele betrachtest:

4. (a) Wie kühlen Termiten ihre Nester? (b) Auf welche Frage kennen Wissenschaftler keine Antwort?

⁴ KLIMAANLAGEN. Dank der modernen Technik sind heute viele Häuser klimatisiert. Termiten klimatisieren ihre Bauten jedoch schon von jeher. Ihr Nest befindet sich im Zentrum eines großen Hügels. Von dort steigt die warme Luft auf und gelangt in ein System von Luftkanälen, das in der Nähe der Oberfläche liegt. Die porösen Außenwände nehmen die verbrauchte Luft auf und geben sie nach außen ab, frische, kühle Luft dringt ein und sinkt in eine Luftkammer am Boden des Hügels. Von hier aus strömt sie weiter ins Nest. Einige Hügel haben in Bodenhöhe Luftlöcher, so daß die Luft bei heißem Wetter durch die Verdunstungskälte der aufsteigenden Bodenfeuchtigkeit gekühlt wird. Wie ist die Tätigkeit Millionen blinder Arbeiter geregelt, damit sie solch raffiniert konstruierte Bauwerke errichten können? Der Biologe Lewis Thomas antwortet: „Die offenkundige Tatsache, daß sie eine Art kollektive Intelligenz vorzuweisen haben, ist ein Geheimnis.“³

5—8. Was haben Flugzeugkonstrukteure von den Flügeln der Vögel gelernt?

⁵ FLUGZEUGE. Bei der Konstruktion von Flugzeugflügeln hat es sich im Laufe der Jahre als nützlich erwiesen, die Flügel von Vögeln zu studieren. Dadurch, daß die Schwingen der Vögel gewölbt sind, wird der nötige Auftrieb zur Überwindung der Schwerkraft erzeugt. Sind die Flügel zu weit nach oben gerichtet, besteht die Gefahr abzusacken. Um ihr entgegenwirken zu können, hat der Vogel an der Vorderkante seiner Flügel Federreihen, die sich wie Landeklappen eines Flugzeugs plötzlich aufrichten, wenn sich die Neigung des Flügels erhöht (1, 2). Diese Klappen verhindern,  daß der Hauptluftstrom von der Flügeloberfläche abreißt, und erhalten so den Auftrieb aufrecht.

⁶ Zur Ausstattung der Vögel gehört eine weitere Besonderheit: der Afterflügel (3), ein kleines Federbüschel, das sie wie einen Daumen abspreizen können, wodurch sie Wirbelströmungen beherrschen und einem „Absacken“ vorbeugen.

⁷ An den äußeren Enden der Flügel von Vögeln und Flugzeugen bilden sich Wirbel, die einen aerodynamischen Widerstand hervorrufen. Dieser wird von Vögeln auf zwei verschiedene Arten herabgesetzt. Einige, wie zum Beispiel Segler und Albatrosse, haben lange, aber schmale Flügel mit kurzen Spitzen. Durch diese Konstruktion wird die Wirbelbildung größtenteils vermieden. Manche Greifvögel, darunter Bussarde und Geier, haben breite Flügel, die heftige Wirbel hervorrufen würden; das wird aber verhindert, wenn die Vögel ihre Schwungfedern am Ende der Schwingen wie Finger auseinanderspreizen. Dadurch sind die Enden nicht mehr stumpf, sondern erhalten mehrere schmale Spitzen, die die Bildung von Wirbeln und den Luftwiderstand vermindern (4).

⁸ Flugzeugkonstrukteure haben viele dieser Merkmale übernommen. Die Wölbung der Tragflächen bewirkt den Auftrieb. Verschiedene Klappen und vorspringende Teile dienen zum Regulieren der Luftströmungen oder als Bremsvorrichtungen. Bei einigen kleineren Flugzeugen wird der Luftwiderstand, der an den Enden der Tragflächen entsteht, durch ebene Platten vermindert, die im rechten Winkel zur Flügeloberfläche angebracht sind. Die Flügel der Flugzeuge bleiben jedoch immer noch hinter den technisch wundervoll konstruierten Flügeln der Vögel zurück.

9. Welche Tiere und Pflanzen gebrauchten schon vor dem Menschen Frostschutzmittel, und wie wirksam sind diese?

⁹ FROSTSCHUTZ. Der Mensch verwendet in den Kühlsystemen der Automobile als Frostschutzmittel Glykol. Doch auch gewisse mikroskopisch kleine Pflanzen, die in antarktischen Binnenseen leben, schützen sich vor dem Gefrieren, indem sie das chemisch ähnliche Glyzerin verwenden. Glyzerin ist auch in Insekten zu finden, die bei Temperaturen von minus 20 Grad Celsius noch lebensfähig sind. Manche Fische stellen ihr Frostschutzmittel selbst her und sind dadurch in der Lage, in den eisigen Gewässern der Antarktis zu leben. Einige Baumarten überstehen Temperaturen von 40 Grad Kälte, denn sie enthalten „sehr reines  Wasser, das frei von Staub- oder Schmutzteilchen ist, die dem Eis als Kristallisationskeime dienen könnten“.⁴

10. Auf welche Weise beschaffen sich gewisse Wasserkäfer Unterwasseratmungsgeräte, und wie benutzen sie sie?

¹⁰ UNTERWASSERATMUNG. Taucher können mit Hilfe von Preßlufttanks eine Stunde unter Wasser bleiben. Gewisse Wasserkäfer lösen das Problem auf einfachere Weise und bleiben sogar noch länger unter Wasser. Sie schnappen sich eine Luftblase und tauchen unter. Die Luftblase funktioniert wie eine Lunge. Sie nimmt das ausgeatmete Kohlendioxyd des Käfers auf und gibt es an das Wasser ab; der im Wasser gelöste Sauerstoff geht in die Luftblase über und steht dem Käfer dann zur Verfügung.

11. Wie verbreitet sind in der Natur biologische Uhren, und welches sind einige Beispiele?

¹¹ UHREN. Lange bevor der Mensch die Zeit an Sonnenuhren ablas, waren Pflanzen und Tiere mit genau gehenden Uhren ausgestattet. Bei Ebbe kommen mikroskopisch kleine Pflanzen, Kieselalgen genannt, an die Oberfläche des nassen Strandes. Wenn die Flut kommt, tauchen sie wieder im Sand unter. Im Labor, wo die Gezeiten fehlen, werden sie durch ihre innere Uhr dazu veranlaßt, weiterhin im Rhythmus der Gezeiten im Sand auf- und abzusteigen. Die Winkerkrabben nehmen bei Ebbe eine dunklere Farbe an und kriechen aus ihrem Unterschlupf heraus; bei Flut verblaßt ihre Farbe, und sie ziehen sich in ihre Behausungen zurück. Im Labor, fern vom Ozean, halten sie sich immer noch an die Gezeiten, indem sie entsprechend den Zeiten für Ebbe und Flut dunkel oder hell werden. Vögel können sich an der Sonne und den Gestirnen orientieren. Da diese aber ihre Stellung verändern, müssen Vögel über innere Uhren verfügen, um die Veränderungen ausgleichen zu können (Jeremia 8:7). Von mikroskopisch kleinen Pflanzen bis hin zum Menschen — überall ticken Millionen innere Uhren.

12. Wann gebrauchte man erstmals primitive Kompasse, aber inwiefern waren Kompasse schon lange vorher im Gebrauch?

¹² KOMPASSE. Etwa im 13. Jahrhundert u. Z. verwandte man erstmals einen noch primitiven Kompaß — eine magnetische Nadel, die in einer Schale mit Wasser schwamm. Allerdings war das nichts Neues. Gewisse Bakterien enthalten in Ketten angeordnete Magnetitteilchen, die gerade die richtige Größe haben, um als Kompaß wirken zu können. Dieser hilft ihnen, Gebiete mit günstigen Lebensbedingungen aufzusuchen. Magnetit ist auch in  vielen anderen Lebewesen nachgewiesen worden, zum Beispiel in Vögeln, Bienen, Schmetterlingen, Delphinen und Weichtieren. Experimente haben gezeigt, daß sich Brieftauben bei ihrer Heimkehr am Erdmagnetfeld orientieren können. Heute wird allgemein anerkannt, daß Zugvögel ihren Kurs unter anderem mit Hilfe eines in ihrem Kopf befindlichen Magnetkompasses finden.

13. (a) Wieso können Mangroven in Salzwasser gedeihen? (b) Welchen Tieren schadet es nicht, Meerwasser zu sich zu nehmen, und warum nicht?

¹³ ENTSALZUNG. Menschen haben riesige Anlagen zur Entsalzung von Meerwasser gebaut. Die Wurzeln der Mangrovenbäume saugen Meerwasser auf, filtern es aber durch Membranen, die das Salz zurückhalten. Bei einer Mangrovenart der Gattung Avicennie befinden sich an der Unterseite der Blätter Drüsen, die das überschüssige Salz ausscheiden. Seevögel, wie zum Beispiel Möwen, Pelikane, Kormorane, Albatrosse und Sturmvögel, trinken Meerwasser und scheiden das überschüssige Salz, das in ihr Blut gelangt, mit Hilfe von Drüsen an ihrem Kopf aus. Pinguine, Meeresschildkröten und Meerechsen nehmen ebenfalls Salzwasser zu sich und scheiden das überflüssige Salz aus.

14. Welches sind einige Tiere, die Elektrizität erzeugen?

¹⁴ ELEKTRIZITÄT. Etwa fünfhundert Arten elektrischer Fische sind mit Batterien ausgestattet. Der in Afrika beheimatete Elektrische Wels kann eine Spannung von 350 Volt erzeugen. Der im Nordatlantik lebende Zitterrochen teilt Stromschläge von 50 Ampere und 60 Volt aus. Bei Stromschlägen des in Südamerika lebenden Zitteraals sind schon Spannungen von 886 Volt gemessen worden. „Man kennt elf verschiedene Familien von Fischen, die Arten mit elektrischen Organen besitzen“, sagte ein Chemiker.⁵

15. Welche landwirtschaftlichen Tätigkeiten verrichten einige Tiere?

¹⁵ LANDWIRTSCHAFT. Seit Jahrtausenden betreiben die Menschen Ackerbau und züchten Vieh. Jedoch schon viel früher betätigten sich die Blattschneiderameisen als Gärtner. In Kompost, den sie aus Blättern und ihrem Kot herstellen, züchten sie zu Nahrungszwecken Pilze. Gewisse Ameisen halten Blattläuse wie Vieh, melken ihren zuckersüßen Honigtau und bauen sogar Ställe, die zum Schutz der Läuse dienen. Ernteameisen speichern Samenkörner in unterirdischen Speichern (Sprüche 6:6-8). Ein Käfer beschneidet Mimosenbäume. Pfeifhasen und Murmeltiere schneiden, trocknen und speichern Heu.

16. (a) Auf welche Weise brüten Meeresschildkröten, einige Vögel und Alligatoren ihre Eier aus? (b) Warum ist die Arbeit des Thermometerhahns so schwierig, und wie bewältigt er sie?

 ¹⁶ BRUTAPPARATE. Der Mensch stellt zwar Brutapparate zum Ausbrüten von Eiern her, doch er ist erst sehr spät darauf gekommen. Meeresschildkröten und manche Vögel legen ihre Eier zum Ausbrüten in den warmen Sand. Andere Vögel überlassen ihre Eier der warmen Vulkanasche. Manchmal bedecken Alligatoren ihre Eier mit verfaulendem Laub, um Wärme zu erzeugen. Doch der Meister auf diesem Gebiet ist der Thermometerhahn. Er gräbt eine tiefe Grube, füllt sie mit Blättern und ähnlichem und errichtet darüber einen Sandhügel. Dieser wird durch die Gärung der Blätter erwärmt, und die Thermometerhenne legt sechs Monate lang wöchentlich ein Ei hinein. Die ganze Zeit überprüft der Hahn die Temperatur im Hügel, indem er seinen Schnabel wiederholt hineinsteckt. Ob es friert oder sehr heiß ist, er hält seinen Brutofen auf 33 Grad Celsius, indem er Sand hinzu- oder wegscharrt.

17. Wie erzeugen der Krake und der Kalmar ihren Düsenantrieb, und welche anderen Tiere verwenden ebenfalls einen solchen Antrieb?

¹⁷ DÜSENANTRIEB. Reist man heute mit einem Flugzeug, so hat es wahrscheinlich einen Düsenantrieb. Viele Tiere bewegen sich ebenfalls mit Hilfe eines Düsenantriebs fort, und das seit Jahrtausenden. Der Krake und der Kalmar zum Beispiel saugen eine spezielle Kammer voll Wasser, stoßen es dann mit Hilfe kräftiger Muskeln aus und schießen gleichzeitig nach vorn. Einen Düsenantrieb verwenden ferner Kammuscheln, Quallen, Libellenlarven, das Perlboot und sogar einige Arten von Meeresplankton.

18. Welches sind einige der Pflanzen und Tiere, die Licht erzeugen, und in welcher Hinsicht ist ihr Licht wirtschaftlicher als von Menschen entwickelte Lichtquellen?

¹⁸ BELEUCHTUNG. Thomas Edison wird die Erfindung der Glühlampe zugeschrieben. Sie ist nicht besonders wirtschaftlich, da sie Energie in Form von Wärme verliert. Die Lampen, die die Leuchtkäfer ein- und ausschalten, arbeiten wirtschaftlicher. Sie erzeugen kaltes Licht, so daß kein Wärmeverlust auftreten kann. Zahlreiche Arten von Schwämmen, Pilzen, Bakterien und Würmern leuchten sogar sehr hell. Einer dieser Würmer sieht mit seinen zwei roten „Kopflichtern“ und seinen elf weiß oder blaßgrünlich leuchtenden „Fenstern“ an jeder Körperseite wie ein beleuchteter Miniatureisenbahnzug aus, weshalb man ihn Eisenbahnwurm nennt. Viele Fischarten leuchten: Seeteufel,  Laternenfische, Viperfische und Leuchtheringe, um nur einige zu nennen. In der Brandung des Meeres leuchten und funkeln Millionen von Mikroorganismen.

19. Wer stellte Papier her, lange bevor der Mensch es tat, und auf welche Weise isoliert einer dieser „Papierfabrikanten“ sein Haus?

¹⁹ PAPIER. Die Ägypter stellten es vor Tausenden von Jahren her. Dennoch waren ihnen die Wespen, Faltenwespen und Hornissen weit voraus. Diese geflügelten Arbeiter zerkauen verwittertes Holz und erzeugen so ein graues Papier für den Bau ihrer Nester. Hornissen hängen ihre großen runden Nester an Bäumen auf. Die Außenwand besteht aus vielen Schichten widerstandsfähigen Papiers, die durch luftgefüllte Hohlräume voneinander getrennt sind. Dadurch ist das Nest gegen Hitze und Kälte genauso wirksam geschützt, als hätte es eine 40 Zentimeter dicke Ziegelwand.

20. Wie bewegt sich eine Bakterienart fort, und zu welcher Schlußfolgerung wurden Wissenschaftler dadurch veranlaßt?

²⁰ ROTATIONSMOTOR. Mikroskopisch kleine Bakterien verfügten schon Tausende von Jahren eher als der Mensch über Rotationsmotoren. Eine Bakterienart hat haarähnliche Fortsätze, die miteinander zu einer steifen, korkenzieherähnlichen Spirale verdrillt sind. Diesen „Korkenzieher“ dreht sie wie eine Schiffsschraube, und so bewegt sie sich vorwärts. Sie kann sogar die Drehrichtung ihres Motors ändern. Wie sie das macht, hat man noch nicht völlig herausgefunden. In einem Bericht wird angegeben, daß die Bakterie, bezogen auf ihre Körpergröße, Geschwindigkeiten entwickelt, die bis zu fünfzig Stundenkilometern entsprechen, und gesagt, daß „in Wirklichkeit die Natur das Rad erfunden hat“.⁶ Ein Forscher kam zu folgendem Schluß: „Damit ist wohl eine der unwirklichsten Vorstellungen in der Biologie wahr geworden: Die lebende Natur hat tatsächlich einen Rotationsmotor mit Kupplung, rotierender Achse, Lager und rotierender Kraftübertragung hervorgebracht.“⁷

21. Wie bedienen sich verschiedene Tiere, die nicht miteinander verwandt sind, eines Sonarsystems?

²¹ SONARSYSTEME. Das Sonarsystem der Fledermäuse und Delphine ist den Nachbildungen, die Menschen davon gemacht haben, weit überlegen. In einem verdunkelten Raum, in dem dünne Drähte kreuz und quer gespannt sind, fliegen Fledermäuse umher, ohne jemals die Drähte zu berühren. Die von den Fledermäusen ausgesandten Ultraschallsignale werden an Gegenständen reflektiert und kehren zu den Fledermäusen zurück, die dann mit Hilfe  dieser Echos die Hindernisse umfliegen. Tümmler und Wale bedienen sich im Wasser des gleichen Systems. Die Fettschwalme manövrieren mit Echolotpeilung, wenn sie ihre Schlafplätze in dunklen Höhlen aufsuchen oder verlassen, indem sie fortlaufend schrille klickartige Rufe ausstoßen.

22. In welcher Form wenden mehrere nicht miteinander verwandte Tiere das Prinzip der Höhenregulierung mittels Ballast an, wie das auch bei Unterseebooten der Fall ist?

²² UNTERSEEBOOTE. Es gab schon viele Unterseeboote, bevor der Mensch sie erfand. Mikroskopisch kleine Strahlentierchen regulieren ihr spezifisches Gewicht mit Hilfe von Öltröpfchen in ihrem Protoplasma und steigen dadurch im Meer auf und ab. Fische verändern ihren Auftrieb, indem sie Gas aus ihrer Schwimmblase abgeben oder in sie aufnehmen. Das Gehäuse des Nautilus ist mit Kammern oder Schwimmtanks ausgestattet. Er verändert seine Tauchtiefe, indem er das Verhältnis von Wasser und Gas in diesen Tanks verändert. Der Schulp (die kalkige innere Rückenschale) des Tintenfisches enthält zahlreiche Hohlräume. Dieses krakenähnliche Geschöpf verändert den Auftrieb, indem es aus dem Skelett Wasser heraussaugt und in die Hohlräume Gas eindringen läßt. Somit erfüllen die Hohlräume im Schulp eine ähnliche Funktion wie die Wassertanks in Unterseebooten.

23. Welche Tiere sind mit Organen ausgestattet, mit denen sie Temperaturen messen können, und welche Genauigkeit erreichen sie?

²³ THERMOMETER. Die Entwicklung von Thermometern geht bis ins 17. Jahrhundert zurück, allerdings sind sie primitiv im Vergleich zu denen in der Natur. Eine Stechmücke kann mit ihren Fühlern noch Temperaturunterschiede von ¹/500 Grad Celsius wahrnehmen. Die Klapperschlange hat an den Seiten ihres Kopfes Vertiefungen mit Sinneszellen, womit sie Temperaturänderungen von ¹/1000 Grad Celsius wahrnehmen kann. Die Abgottschlange reagiert innerhalb von 35 Millisekunden auf eine Temperaturänderung vom Bruchteil eines Grades. Das Thermometerhuhn und das Buschhuhn können mit ihrem Schnabel Temperaturen auf ein halbes Grad Celsius genau messen.

24. An welchen Ausspruch werden wir durch diese Beispiele erinnert?

²⁴ Wenn man beobachtet, was der Mensch alles von den Tieren übernimmt, so ruft dies die Erinnerung an eine Empfehlung wach, die in der Bibel gegeben wird: „Doch frage nur das Vieh, es wird dich lehren; des Himmels Vögel werden es dir künden. Was auf der Erde kriecht, wird dich belehren! Erzählen werden’s dir des Meeres Fische“ (Hiob 12:7, 8, Jerusalemer Bibel).

[Studienfragen]

[Herausgestellter Text auf Seite 152]

Lebewesen als Vorbilder zu nehmen ist so verbreitet, daß man eigens einen Namen dafür geprägt hat

[Diagramm auf Seite 153]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Durch Verdunstung gekühltes Nest

Verbrauchte Luft

Frischluft

Grundwasser

[Diagramm auf Seite 154]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

1 2 3 4

1 2 3

[Bild auf Seite 155]

Luftblase

[Bild auf Seite 159]

Querschnitt durch das gekammerte Gehäuse des Nautilus