Geometrische Formen in der Natur (Fantastische Fakten)

Schuppen, die exakt spiralförmig angeordnet sind. Blätter, die eine perfekte Symmetrie haben. Die Natur ist voller Formen, Muster und Symmetrien, voller Geometrie. In dieser Folge der Fantastischen Fakten wollen wir uns dieses Phänomen einmal genauer anschauen. Sei gespannt, es gibt Faszinierendes zu entdecken!

Perfekte Spiralen

Hast du dir schon einmal einen Kiefernzapfen genauer angeschaut? Dann ist dir vielleicht aufgefallen: Die Schuppen sind total gleichmäßig angeordnet und bilden eine perfekte Spirale. Auch viele Pflanzen wachsen spiralförmig und bei Tieren lassen sich ebenfalls Spiralen finden.

Weitere Beispiele gefällig? Auch das menschliche Ohr ist spiralförmig aufgebaut – und natürlich Galaxien. Bei Muscheln oder Schneckenhäusern hast du die Spiralen vielleicht schon eher gesehen. Aber auch Sonnenblumen haben ein spiralförmiges Muster, Agaven und viele mehr. Forscher:innen haben hier herausgefunden, dass der Winkel so optimiert wurde, dass er den maximalen Lichteinfall für die einzelnen Blätter sicherstellt. Ganz schön klever!

Das Sechseck: Lieblingsform der Natur

Ein Beispiel, das jede:r kennt: Bienenwaben. Sie sind perfekt sechseckig, absolut gleichmäßig. Diese Form ist einfach super effizient. Die Bienen verbrauchen dabei die geringst mögliche Menge an Wachs und schaffen gleichzeitig die größtmögliche Stabilität.

Kreise und Kugeln

Aber auch Kreise und Kugeln sind in der Natur besonders beliebt. Denke nur an die Vielzahl an Früchten, die kugelrund daher kommen. Mathematiker haben herausgefunden: Das Verhältnis von Oberfläche und Volumen ist dabei am günstigsten.

Auch einige Tiere greifen auf dieses Prinzip zurück, z.B. Igel, Gürteltiere oder Mistkäfer, die sich zu Kugeln zusammenrollen und so gut schützen können.

Fraktale

Hast du schon einmal von natürlichen Fraktalen gehört? Das sind spezielle geometrische Formen, und sie kommen in der Natur an vielen Stellen vor. Das Besondere an Fraktalen ist: Sie wiederholen sich ständig. Vergrößerst du einen Ausschnitt aus einer fraktalen Form, ist der vergrößerte Teil nahezu gleich aufgebaut wie die gesamte Form. Und vergrößerst du wieder einen Teil, wiederholt sich das erneut.

Geprägt wurde der Begriff der Fraktale 1975 von Benoit Mandelbrot, einem Mathematiker.

Schöne Beispiele sind z.B. der Romanesco-Kohl. Schau ihn dir einmal genau an, dann wird dir bestimmt schnell klar, was natürliche Fraktale sind und wie sie aufgebaut sind! In diesem Fall sind es dreidimensionale Kegel, unzählige davon bilden den Kohlkopf. Und an ihrer Oberfläche befinden sich wiederum kleinere Kegel, die aus noch kleineren Kegeln bestehen. Jedes dieser kleinen Teile ähnelt in seiner Form der Form des gesamten Kohlkopfes. Faszinierend, oder?

Ein weiteres Beispiel: Schneeflocken. Ja, auch Schneeflocken haben wunderschöne geometrische Strukturen und Formen, wenn man sie weit genug vergrößert! Das wurde bereits 1904 beschrieben, vom schwedischen Mathematiker Helge von Koch, weswegen man heute auch von der „Koch’schen Flocke“ spricht.

Ausgehend von einem Dreieck werden auf jeder Seite des Dreiecks weitere Dreiecksspitzen gebildet und schaut man genau hin, erkennt man an jeder Stelle Teile der ursprünglichen Dreiecksform.

Und die Natur ist voll von solchen Beispielen! Denke nur an Wolken und Wirbelstürme, an die Oberfläche unseres Darms oder der Lunge, an Farne, Kohl, die Spiral-Aloe, das Strahlentierchen, Eisblumen und noch viel mehr!

Vorteile

Fragst du dich nun, ob das „Zufall“ ist, dass in der Natur so viele geometrische Formen vorkommen? Nein. Die Evolution hat uns gezeigt: Die Natur sortiert aus. Wer nicht optimiert ist, fliegt raus. Im Umkehrschluss heißt das, dass die geometrischen Formen den Tieren und Pflanzen Vorteile bieten. Dazu wird auch viel geforscht und einige Formen und Funktionen werden z.B. in der Architektur und anderen Bereichen nachgeahmt.

Du willst mehr wissen?

Bist du nun fasziniert von diesem Thema und möchtest mehr darüber erfahren? Dann sieh dir z.B. diese ZDF-Doku Terra:X über Formeln der Natur an! Dort erfährst du z.B. noch Spannendes über Parabeln in der Natur oder warum die Anzahl der Blütenblätter immer eine Zahl aus der Fibonacci-Folge ist – und das bei (fast) allen Blütenpflanzen weltweit!

Quellen

Stiftung Simply Science: „Fraktale: Entdecke die gemoetrische Schönheit der Natur!“ vom 18.1.2024, unter https://www.simplyscience.ch/kids/wissen/fraktale-entdecke-die-geometrische-schoenheit-der-natur (Zugriff am 3.12.2025)

ZDF: „Terra X: Supercodes – die geheimen Formeln der Natur“, unter https://www.zdf.de/play/dokus/supercodes-die-geheimen-formeln-der-natur-mit-harald-lesch-100/supercodes-die-geheimen-formeln-der-natur-bauplan-der-erde-mit-harald-lesch-100 (Zugriff am 3.12.2025)